12:25 2021年09月17日
俄羅斯
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國立研究型技術大學MISIS(NUST MISIS)的專家與其他俄羅斯科學家一起,成功地改善了具有形狀記憶效應的基本醫用材料。據作者介紹,它們的研究成果將大大減輕外科醫生的工作,並提高治療質量。

該研究發表在Polymers 雜誌上。聚交酯是一種聚合物,用於外科手術中的縫合線固定和其他輔助任務。它的特點是具有高生物相容性和完全的生物降解性,因為它是由乳酸分子組成的,而乳酸分子在新陳代謝中發揮著重要作用。它由廉價的高糖植物材料製成。

聚交酯具有明顯的形狀記憶效應 (SME):變形後迅速恢復到原始形狀。據 NUST MISIS 科學家稱,這使得該聚合物成為開發自對準植入物的最佳選擇。它被用於治療不承受支撐負荷的骨骼缺損。

科學家解釋說,使用這種植入物可以避免對受傷區域進行費力的調整,這將大大方便外科醫生的工作並減少手術時間。所需形狀的產品可以縮小到方便的尺寸,將其放置在缺損的位置後,進行加熱 —— 由於形狀記憶效應,植入物自己將佔據所需的位置。

據科學家稱,聚交酯只有一個明顯的缺點,即SME被激活的溫度(55-65°C)對人體來說過高。 NUST MISIS 專家們基於聚交酯開發了一種新的聚合物復合材料,它在 45°C 時會恢復到變形前的形狀,在短時間作用於身體的情況下是完全可以接受的。

「自對準植入物的研究主要是在惰性聚合物上進行的,通過聚合物的化學交聯和其他成分的引入,實現了 SME 活化所需的溫度。我們工作的特別之處在於,我們只使用了生物相容的可降解聚合物,通過簡單的物理機制實現了溫度的降低。不僅降低了溫度,還降低了活化能。」 NUST MISIS 研究項目的工程師波利娜·茹科娃解釋說。

新材料是一種聚交酯基質,其中包含另一種聚合物聚己內酯的球形內含物。該材料通過擠壓獲得,即在熱室中通過機械攪拌獲得。 NUST MISIS 專家充分描述了新復合材料的 SME 參數、熱和機械特性。

© 照片 : 國立研究型技術大學MISIS
NUST MISIS 研究項目的工程師波利娜·茹科娃

柯西金俄羅斯國立大學的科學家參與了這項工作。未來,研究團隊計劃通過添加特殊的生物活性陶瓷來提高材料的再生能力,並開發新的非溫度方法來激活形狀記憶效應。

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