中科大研製出新型螺旋結構仿生手術縫合線

2021-01-15 紡織導報
中科大研製出新型螺旋結構仿生手術縫合線

發表時間:2021/1/14

手術縫合線是外科手術中最不可或缺的線體材料,也是生物醫用紡織品最為典型的應用。該種線體材料多由纖維單絲、多絲編織或多絲捻合結構構成。目前市面上的高端醫用材料大多依賴進口,價格十分昂貴,因此發展具有自主智慧財產權的國產高端醫用材料迫在眉睫。



近期,中國科學技術大學俞書宏院士團隊基於「藕斷絲連」這一自然現象,深入探究了蓮絲纖維的微觀結構與力學性能,並受此啟發研製出了一種可用於手術縫線的仿蓮絲細菌纖維素水凝膠纖維。

研究人員將細菌纖維素(BC)水凝膠加工成具有仿蓮絲微米螺旋結構的水凝膠纖維(BHF)。與高分子鏈形成的水凝膠不同,具有螺旋結構的BHF的韌性可以達到約116.3 MJ/m3,是未處理的BC水凝膠纖維的9倍以上,同時,細菌纖維素水凝膠的三維納米纖維網絡使BHF具有超過90 MPa的高強度。



其特有的纖維素納米纖維網絡和仿生螺旋結構為該材料帶來了獨特的「可拉伸、不回彈」的力學性能,可有效緩衝並吸收能量,並與人體組織實現同步形變,從而避免割傷傷口造成二次傷害,為其在高端手術縫線領域的應用打下了良好的基礎。



BHF同時具有優異的力學性能和生物相容性,特別適用於外科手術縫合線。與高模量高硬度的商業手術縫線相比,BHF具有與軟組織類似的模量,能夠吸收來自傷口周圍組織變形的能量,且能隨著傷口組織的變形產生一定的變形,有效保護傷口不被縫線二次割傷。另外,納米纖維水凝膠的多孔結構還使BHF能夠吸附抗生素或抗炎藥物等,並持續在傷口處釋放,從而起到抗炎和加速傷口癒合的作用。


相關研究成果以「Bio-Inspired Lotus-Fiber-like Spiral Hydrogel Bacterial Cellulose Fibers」為題發表在《Nano Letters》上。


(來源:紡織導報官微)

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