美国化学学会 将丝织物和环氧树脂结合在一起，就可以制造出像上述结构一样的医用层压材料
信用:焦文& amp卷关 由蜘蛛和蚕纺成的丝让人类工程师迷惑不解，他们还没有弄清楚如何人工再造这种坚韧而精细的纤维
但是，通过将在人体内使用安全的丝与合成化合物相结合，一个研究小组正在接近开发兼具两者最佳性能的新型可植入复合材料
未来几年仍有潜在的应用，可能包括手术后固定骨骼的结构，或膝盖软骨垫的替代物
研究人员今天将在美国化学学会2020年秋季虚拟会议暨博览会上展示他们的结果
“丝绸在生物医学应用方面有很大的潜力，”胡安·关博士说
D
，该项目的首席研究员
“丝绸用途广泛，人体对它的耐受性相当好，甚至可以降解吸收
" 丝绸在医学上有着悠久的历史
古代医生用蚕的纤维缝合病人的记录可以追溯到近2000年前
今天，外科医生用丝缝线完成某些手术，比如眼部手术
北京航空航天大学的管(音)和她的同事们正在通过将蚕丝和合成聚合物结合起来，寻求开发出多用途的新材料，用于医学，并有可能用于其他领域
虽然其他研究人员已经开发出了含有丝的复合材料，但他们通常使用短纤维或丝中的主要蛋白质
而关则专注于用一根长长的单线织成的丝绸
她说，蚕的茧可以包含将近5000英尺长的纤维，当全部用于织物中时，这种纤维比一系列更短、更分散的纤维能更有效地分散机械应力
在他们的研究中，管的团队使用了来自普通的家蚕桑的蚕丝，以及来自野生种柞蚕的更坚韧、更有弹性的纤维
研究人员将这种织物与一种聚合物基质结合，这种基质通常是环氧树脂，用于粘合剂
这种织物和聚合物一起形成了一种层压材料——类似于一些家具上的耐用表面覆盖物——然后可以切割成研究人员需要的形状
关和她的同事说，这些新材料的特性使它们比现在使用的材料更适合人体内的组织
例如，他们正与整形外科医生合作，设计类似笼子的结构，在浪涌后融合时临时固定椎骨，这项任务目前主要使用金属来完成
她说，丝绸复合材料的硬度和硬度与骨骼更相容，使它们比金属结构更有弹性，也更舒适
然而，挑战是存在的
人体内部是潮湿的，这是一个潜在的问题，因为水会软化和削弱丝绸
在新的实验中，关和她的同事测试了丝绸-环氧树脂复合材料在暴露于潮湿环境或浸入水中时的支撑力
为了和骨头一起使用，它们必须保持一定的硬度
她说，实验表明，虽然这种属性在更潮湿的条件下会降低，但复合材料仍然足够坚硬，可以用作植入物
虽然环氧树脂牢固地附着在丝纤维上，但它有一个主要缺点:身体不能分解环氧树脂并吸收它，这意味着它不适合用于打算溶解的植入物
因此，关最近开始研究生物聚合物，像丝一样，人体可以分解和吸收
然而，这些复合材料的内聚力比那些含有环氧树脂的复合材料小
“关键问题是如何使生物聚合物和丝织物之间的界面更加牢固，”她说
科学家们也在寻找用其他类型的纤维来补充丝绸
在最近的一项研究中，他们在混合物中加入了碳纤维
罗伯特·奥说:“将丝绸与其他纤维混合的概念使得产生一系列相当好的性能成为可能，你可以针对特定的应用进行优化。”
里奇博士
他是碳纤维研究的作者
他说，这些新结构材料的潜在用途可能在任何地方:在人体内，甚至在网球拍或飞机引擎上
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