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中科大实验室“长出”珍珠母 有望用于人工骨骼等仿生材料
来源:中安在线   发布者:左丽媛   日期:2016-10-11   今日/总浏览:1/1753

记者从中国科学技术大学获悉:该校俞书宏教授课题组在人工合成珍珠母方面取得突破性进展,首次通过模拟天然珍珠母生长过程制备了人工仿生结构材料。该成果刊发在7日出版的《科学》杂志上。

据了解,贝壳内层的珍珠母具有独特而复杂的微观层状结构,具备超常的硬度和韧性,这二者在许多人工合成材料中无法兼得。“反观自然界中珍珠母的形成过程,贝类首先在外套膜和贝壳内壁的生长面之间的腔体内用特定有机材料构筑层状框架结构,层间填满富含蛋白质的胶状物质,然后在层间不断富集碳酸钙并使其矿化,最终形成坚硬而不失韧性的珍珠母层。”俞书宏说。团队首先用与天然贝壳中完全相同的有机材质搭建出类似的层状“框架”,并置入人工“腔体”中;还设计了“循环系统”,不断向腔体内的框架里泵入饱和碳酸氢钙溶液,在两周内就能“复制”珍珠母长达数年的自然形成过程,速度超其百倍。

据俞书宏介绍,这种方法用于骨缺损修复领域可能成为众多骨骼受损患者的福音,因为人类的骨骼和牙齿发育过程与珍珠母形成过程异曲同工。运用类似的策略合成人工骨骼或牙齿,有望高度重现人体骨骼的强度和韧性,并因成分高度近似,可有效避免材料植入人体的排异反应,也免去了以前金属构件放入人体还要取出的痛苦。


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