研究人员研发出仿生层状关节软骨润滑材料

天然软骨是一种兼备固-液双相特征、具有典型层状结构特征和特殊应力耗散机制的湿滑材料。目前,从工程应用角度来说,寻找类似于天然软骨的新型润滑材料具有挑战性。其中,表面接枝聚合物刷和水凝胶材料引发关注。但传统表面引发聚合方法制备的聚合物刷层较薄,在宏观粗糙接触尺度下易被剪切磨掉,这限制了其在工程领域中的应用。水凝胶是由亲水性聚合物网络构成的高分子材料,但传统水凝胶的水化能力与承载能力呈反比,水化度高的水凝胶材料过软,在高承载剪切过程中易变形;力学强度较高的凝胶表面水化性能较差,无法给予水凝胶优良的润滑性能。过去20年,学术界对软物质润滑材料的研究,未能协同考虑界面润滑、机械承载和抗磨损。 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室材料表/界面课题组聚焦于研究高性能仿生水润滑材料。近期,该课题组与英国帝国理工学院等合作,构筑了新型仿生层状关节软骨水润滑材料,实现宏观粗糙尺度接触工况下高承载、低摩擦和抗磨损性能的统一,促进......阅读全文

研究人员研发出仿生层状关节软骨润滑材料

  天然软骨是一种兼备固-液双相特征、具有典型层状结构特征和特殊应力耗散机制的湿滑材料。目前,从工程应用角度来说,寻找类似于天然软骨的新型润滑材料具有挑战性。其中,表面接枝聚合物刷和水凝胶材料引发关注。但传统表面引发聚合方法制备的聚合物刷层较薄,在宏观粗糙接触尺度下易被剪切磨掉,这限制了其在工程领域

兰州化物所仿生关节软骨材料研究取得系列进展

  人体滑膜关节能够在极高的赫兹接触压力(3-18 MPa)下呈现出较低的摩擦系数(0.001-0.03)。无论是静止还是运动状态,关节界面始终都能够保持超低的摩擦系数,支撑人体正常运动过程。研究表明,包覆在骨关节表面的重要软组织——关节软骨在减小骨与骨之间的摩擦以及缓冲运动时产生的震动等方向起着至

兰州化物所等在仿生润滑材料研究中获进展

  物体(液体和固体)的定向传输在能量传输、智能机器人、生物医学设备等领域有着重要应用。过去20年里,液体定向输运研究引起了科学家的广泛关注,并取得重要突破,然而,固体输运研究报道很少。与液体定向输运机制不同,限域受压条件下固体定向输运需要依靠强大的机械推动力来克服弹性变形接触过程中的摩擦力,而良好

新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究获进展

  在国家重点基础研究发展计划“973”项目、国家自然科学基金项目和中科院“西部之光”人才培养计划项目的支持下,中国科学院兰州化学物理研究所润滑与防护材料研究发展中心胡丽天研究员带领的课题组在新型仿生结构纳米复合陶瓷润滑材料研究方面取得了新进展。  高性能结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、

仿生材料

由于超疏水材料,特别是表面改性后仿生材料(仿荷叶超疏水或仿壁虎钢毛结构超亲水材料)的接触角的表征因结构的特殊性,测试起来特别困难。现有的理论通常基于Wenzel和Cassie模型。这些理论为我们的分析奠定了一定的基础,而实际应用于本征接触角的表征计算时难度相当大。有一些科研人员力图通过分析表面粗糙度

高强度和抗溶胀的水凝胶材料制作仿生软骨

  软骨是人体关节的保护性组织,因其内部基质为凝胶态,表现出优异的弹性和抗溶胀性。关节软骨受损后,功能逐渐丧失,会严重影响人体的运动功能,因此在仿生材料领域,关节软骨替代材料的研究越来越受到研究者们的青睐。其中,水凝胶材料因其与软骨接近的网络结构,已成为仿生软骨材料领域研究最广泛的体系之一。然而,常

兰州化物所热喷涂陶瓷涂层摩擦学性能研究取得进展

  在表面工程领域,利用热喷涂技术制备的Al2O3、ZrO2基涂层应用广泛,但由于陶瓷材料本身的特性和制备工艺的特点,利用热喷涂技术制备的陶瓷涂层润滑性能不突出,从而制约了其在高端装备中的应用。  中国科学院兰州化学物理研究所研究员周惠娣课题组长期致力于热喷涂陶瓷基涂层工艺和性能的研究。最近,该课题

研究人员开发出多孔碳负极材料储钾

   记者11月27日从河北科技大学获悉,该校经济管理学院材料学院王波教授带领的科研团队与北京航空航天大学王伟教授、剑桥大学郗凯博士等在钾离子电池多孔碳负极材料领域合作取得重要进展,相关研究近日在英国皇家化学学会RSC出版社旗下《材料化学学报》 上发表。  钾离子电池因储量丰富、价格低廉且具有较低的

研究人员研发出新型手性无机纳米材料

  手性材料在推动生物标记、手性分析和检测、对映异构体选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用等领域的发展具有重要意义。目前,传统手性纳米材料主要是通过引入手性配体或构造螺旋结构等电偶极矩调控方式构筑,但这类手性材料在环境稳定性和导电性方面通常存在局限性,极大地限制了其实际应用。探索新的调控机制并构

德国研究人员制造出用层状材料组成的印刷晶体管

  来自德国都柏林三一学院AMBER的石墨烯旗舰研究人员制造了完全由分层材料组成的印刷晶体管。该团队的研究发现今天发表在领先杂志《科学》上,有可能将太阳能电池到LED等一系列电子设备廉价打印出来,应用领域从食品和药品智能标签到下一代钞票防伪和电子护照。  该研究由来自AMBER(由爱尔兰科学基金会资

从人关节软骨中分离软骨祖细胞

试剂和材料: 1.骨关节炎患者行膝盖关节半切开手术时未累及的部分; 2.链霉蛋白酶消化培养基:DMEM/F12(1:1)、5%的F、抗坏血酸 50μg/ml、葡萄糖 1mg/ml、庆大霉素(50mg/ml),0.2%(终浓度100μg/ml)、链霉蛋白酶 70U/ml、HEPES 10mmo

从人关节软骨中分离软骨祖细胞

试剂和材料:1. 骨关节炎患者行膝盖关节半切开手术时未累及的部分;2. 链霉蛋白酶消化培养基:DMEM/F12(1:1)、5%的FBS、抗坏血酸 50μg/ml、葡萄糖 1mg/ml、庆大霉素(50mg/ml),0.2%(终浓度100μg/ml)、链霉蛋白酶 70U/ml、HEPES 10mmol/

中科院金属所研发出新型仿生复合义齿材料

  保留了传统材料优异的生物相容性、耐腐蚀性和美学效果,拥有比传统材料更低的摩擦系数和更高的断裂韧性,且可批量机械加工……近期,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室研究员刘增乾、张哲峰与美国加州大学伯克利分校教授罗伯特·里奇及吉林大学开展合作,设计研发出新型氧化锆-树脂仿生复合义齿材料。  记者

哈佛大学开发出类似眼泪的液体膜仿生材料

  日前,哈佛大学的研究人员从泪水中获得灵感,设计出一种透明度和润湿性功能可自我调节的液体膜仿生材料。这个系统的美妙之处就是它的适应性及多功能。该研究成果在线刊登在最新一期的《自然·材料》杂志上。   这种新材料的灵感是受动态的、自我恢复的自然系统——覆盖眼睛的液体薄膜的启发。眼泪连接起

仿生材料力学测定物性分析介绍

   仿生,是以经过亿万年进化形成的生物体为极限目标, 在不同层次和水平上进行创造的一门技术。    仿生材料是从分子水平上模拟天然物质的结构特点和生物功能,进而开发出类似甚至超越原天然物质功能的新型材料。随着当前医学水平和人们生活质量的不断提高,为一些患者提供安全、有效的用于组织替换和移植的仿生

仿生材料力学测定物性分析

  仿生,是以经过亿万年进化形成的生物体为极限目标, 在不同层次和水平上进行创造的一门技术。  仿生材料是从分子水平上模拟天然物质的结构特点和生物功能,进而开发出类似甚至超越原天然物质功能的新型材料。随着当前医学水平和人们生活质量的不断提高,为一些患者提供安全、有效的用于组织替换和移植的仿生

科学家开发出可用于肠道疾病治疗的土壤仿生材料

  土壤是庞大微生物群落的栖息环境,每克土壤中甚至可以蕴含超过百万种的上百亿个微生物,所以是研究环境与微生物相互作用的重要体系。美国芝加哥大学的研究团队开发了一种可应用于辅助治疗肠道疾病的土壤仿生材料,相关成果在《Nature Chemistry》发表,论文的标题为:A Soil-Inspired

提取动物关节软骨组织总RNA

实验目的       研磨破碎软骨组织(大鼠膝关节软骨),提取其总RNA。 实验原理       充分磨碎软骨样品(大鼠膝关节软骨),再用相关试剂提取其总RNA。 实验材料和器具样品:大鼠膝关节软骨仪器:多样品组织研磨仪(上海净信,Tissuelyser-24)耗材:研磨罐(上海净信,***ml),

一例关节镜下组织工程软骨移植治疗膝关节软骨损伤...

一例关节镜下组织工程软骨移植治疗膝关节软骨损伤病例分析临床资料患者男性,23岁,因“右膝疼痛3个月”来院就诊。现病史:3个月前因体育训练不慎扭伤右膝,当时出现右膝疼痛,上下楼感觉膝关节无力,无弹响,无绞锁,无静息痛,症状进行性加重,上楼和蹲起时疼痛明显。体格检查:右膝浮髌试验阴性,髌骨研磨试验阳性,

Nature:美国研究揭示层状磁体材料特性

  来自美国国家实验室和大学的科研人员揭示了一种“反”磁体材料特性,可应用于需要超精确和超快速运动控制的设备。  磁体和反磁体之间的区别与电子自旋的特性有关。科研团队发现,通过扰乱电子自旋的有序方向可以改变材料的磁性。扰乱电子自旋的层状磁性材料运动速度超快,每次振荡10到100皮秒(一皮秒等于万亿分

日本研究人员开发出能高速分离水和油新材料

  日本京都大学研究人员在11日的德国期刊《应用化学国际版》上报告说,他们开发出了一种拥有大量超细微孔洞,而且像棉花软糖一样柔软又富有弹性的新材料,可用于液体或气体的高速分离,如回收泄漏的原油等。   京都大学副教授中西和树率领的研究小组使用硅醇盐、表面活性剂和乙酸水溶液等常用

广东开发出新型层状范德华异质结构碘化铋

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497863.shtm

美国研究人员合成一种水凝胶高分子材料

  来自美国的研究人员近日开发出一种新的高分子材料,它能够帮助修复受损的关节软骨,有望为骨关节炎患者带来福音。  关节软骨中存在着一种名为糖胺聚糖的大分子物质,它能够与水分子结合,帮助关节承担负荷,抵抗磨损。在骨关节炎患者中,软骨中的糖胺聚糖含量减少,关节软骨承受负荷能力下降,因此患者会经常感到疼痛

从正常人和骨关节炎患者关节软骨分离软骨祖细胞实验1

从人关节软骨中分离软骨祖细胞实验材料人关节软骨试剂、试剂盒胰蛋白酶 EDTA:胰蛋白酶(0.05%)和EDTA(0.53 mmol L)PBSA配制胎牛血清牛血清白蛋白(BSA)10μg ml和1 mg ml PBSC配制血清纤连蛋白 10μg m1 PBSC配制仪器、耗材尼龙膜40μm筛孔(“细胞

从正常人和骨关节炎患者关节软骨分离软骨祖细胞实验3

人软骨祖细胞的分化实验材料人软骨试剂、试剂盒灭菌分化培养基PBSA胰蛋白酶 EDTA:胰蛋白酶(0.05%)和EDTA(0.53mmol L)PBSA配制仪器、耗材离心管 15ml圆锥底的离心管(50 ml)血细胞计数板微量离心器实验步骤(a)从培养瓶中吸出生长培养基弃之。(b)PBSA润洗后弃去洗

从正常人和骨关节炎患者的关节软骨中分离软骨祖细胞

从人关节软骨中分离软骨祖细胞 从人滑膜中分离软骨祖细胞、培养、分化 人软骨祖细胞的分化             实验方法原理 实

从正常人和骨关节炎患者的关节软骨中分离软骨祖细胞...

从正常人和骨关节炎患者的关节软骨中分离软骨祖细胞实验实验方法原理 实验材料 人关节软骨试剂、试剂盒 胰蛋白酶 EDTA:胰蛋白酶(0.05%)和EDTA(0.53 mmol L)PBSA配制胎牛血清牛血清白蛋白(BSA)10μg ml和1 mg ml PBSC配制血清纤连蛋白 10μg m1 PBS

从正常人和骨关节炎患者关节软骨分离软骨祖细胞实验2

从人滑膜中分离软骨祖细胞、培养、分化实验材料骨关节炎患者全关节置换得到的胫骨滑膜;需要正常组织时使用新鲜的尸体组织试剂、试剂盒DMEM(包含4.5 g L葡萄糖和4 mmol L L-谷氨酰胺)黏附培养基:含100μg ml庆大霉素的DMEM克隆生长培养基:DMEM10% FBS和100μg ml庆

AM:兰州化物所仿生亲水润滑涂层研究取得进展

  人口老龄化对植介入医疗器械提出了紧迫需求。在器械表面构筑亲水润滑涂层,可有效减小其与组织界面的摩擦力、降低手术操作难度、减小病人痛苦、延长器械使用寿命。水凝胶是一类具有典型湿滑特征的高分子材料,表面修饰水凝胶涂层可有效改变材料与器械表面的润滑特征。然而,现有的修饰方法普遍存在基材通用性差、涂层厚

日研究人员模仿人体软骨发明高效制作软骨新方法

  横滨市立大学10日发表的一份公报说,该校研究人员通过模仿人体软骨形成的过程,开发出了高效制作软骨的新方法。这将为软骨再生医疗带来新希望。  成熟的人体软骨组织中没有神经和血管。但研究人员发现,在软骨形成的初级阶段,也就是软骨前体细胞进行分化的阶段会出现血管,此后软骨前体细胞就开始活跃增