《Chem》新含糖聚合物塗料 有望修復人工關節!?

2021/11/29
《Chem》新含糖聚合物塗料 有望修復人工關節!?
近(24)日,英國杜倫大學、約克大學和中國清華大學的化學家和工程師團隊,在《Chem》發表研究,開發了一種可以輕鬆修復低摩擦(low-friction)表面的技術。研究者認為,團隊發明的含糖聚合物塗料
近(24)日,英國杜倫大學、約克大學和中國清華大學的化學家和工程師團隊,在《Chem》發表研究,開發了一種可以輕鬆修復低摩擦(low-friction)表面的技術。研究者認為,團隊發明的含糖聚合物塗料未來可用於修復人工關節植入物的磨損,例如延長人工髖關節的壽命。
 
雖然軟骨受損時,人體可以自然修復,但人造物的表面通常不容易被修復。研究團隊從軟骨潤滑關節的方式獲得了靈感。
 
研究團隊發現,如果他們創造的聚合物塗料在使用過程中被從表面擦掉,那麼其結構中的糖環可以使其輕易地重新附著。
 
軟骨會利用水形成光滑的表面,最大限度地減少磨損。以同樣的方式,新塗料會在表面形成一層水,使其變得滑溜溜的,在受到撞擊或摩擦時保護表面。
 
該聚合物塗料主要分成兩部分。其一,有一條帶有正負電荷的長分子鏈,以類似靜電的效果使其可以帶有一層水。其二,有一個糖環連接在分子鏈的一端,這個糖環透過與稱為金剛烷(adamantanes)的特定分子對接,能將自己固定在表面上。
 
研究團隊以金剛烷結構處理鈦金屬,並證明該聚合物塗料能被鈦金屬表面吸引,形成弱的、非永久性的鍵結。這是修復過程的關鍵。
 
研究作者之一、約克大學研究員Alyssa-Jennifer Avestro說:「如果我們的保護性塗層磨損了,由於其具有靶向性的分子辨識能力,因此不需要人為干預,其就會再次恢復。」
 
研究團隊認為,該塗料具有生物相容性,未來在醫療器材上的應用可期。此外,團隊也希望,此塗料能應用於減少機械系統中因摩擦而導致的浪費能量,提高機械系統的效率。
 
參考資料:https://bioengineer.org/sugar-could-help-repair-artificial-human-joints/
論文:https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(21)00537-4
 
(編譯/劉馨香)