发布时间:2016-03-22 16:55 原文链接: 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。

  来自美国波士顿大学的研究人员尝试用合成的高分子材料修复受损的关节软骨。他们选择了两种亲水性良好的聚合物单体,将关节软骨浸泡在含有这两种单体以及光引发剂的溶液中。一段时间后,聚合物单体和光引发剂渗透进软骨中。随后他们再用特定波长的光照射软骨,光照使得光引发剂引发两种单体的聚合,形成一个能够高度吸水的聚合物网状结构,即通常所说的水凝胶。这个水凝胶穿插在原有的糖胺聚糖的网络中,对后者起到了支撑作用。体外实验表明,受损的关节软骨在经过这种处理后,抗负荷和耐磨损的能力恢复到健康的关节软骨的水平,表明这种新材料确实能够对已经发生退行性病变的软骨起到增强作用。

  左:正常的关节软骨中存在大量糖胺聚糖,通过结合水分子来抵抗外力负荷;中:骨关节炎患者关节软骨发生退行性病变,糖胺聚糖的含量下降;右:通过添加合成的高分子材料,已发送退行性病变的关节软骨的性能可以得到恢复 (图片引自原报道)

  目前这项研究还仅限于体外实验,如果真正应用于临床,研究人员仍然需要解决很多问题。例如目前研究人员使用绿光来引起聚合反应,但绿光对组织细胞的穿透能力较差,因此研究人员需要对这一材料体系进一步改进。

相关文章

可控离子迁移电场为电控高性能水凝胶提供新思路

西安交通大学秦立果团队采用一种可控离子迁移的控制电场方法实现了生物界面的快速粘附与分离,为开发具有电控功能的高性能粘合水凝胶提供了思路,可用于医疗手术和生物医学工程中。近日该研究成果发表在《化学工程》......

耐药细菌感染运动部位创面愈合研究获新进展

耐药型细菌感染的创伤愈合因其治疗过程复杂、治疗周期漫长和持续性感染,已经成为日益严峻的公共卫生问题。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是引起创面感染的常见菌种,MRSA感染范围可以从皮肤和软组织的轻......

新研究实现结构化超分子水凝胶动态生长

近日,华东理工大学教授郭旭虹团队提出了一种通过反应扩散控制动态超分子自组装的新策略,该工作发表于《德国应用化学》。生命系统是一个复杂的非平衡态超分子组装系统,受此启发,人们在合成系统中将化学反应网络与......

华东理工大学:实现结构化超分子水凝胶动态生长

近日,华东理工大学教授郭旭虹团队提出了一种通过反应扩散控制动态超分子自组装的新策略,该工作发表于《德国应用化学》。生命系统是一个复杂的非平衡态超分子组装系统,受此启发,人们在合成系统中将化学反应网络与......

揭示生物材料十大新兴趋势,CAS、西湖大学联合发布洞察报告

近日,美国化学文摘社(CAS)与西湖大学(WestlakeUniversity)合作发布了“最值得关注的十大生物材料”洞察报告。这份报告重点介绍了水凝胶、抗菌药物、脂质纳米粒、外泌体,生物墨水,可编程......

韩国提出新的弹性高分子材料设计方法

韩国科学技术院(KAIST)研究出一种可实现伸缩的弹性高分子材料设计方法,可同时提高弹性高分子材料的机械性和自修复性。研究成果发表于《自然通讯》。科研团队分析了包括金属离子与有机配体在内的负离子对高分......

新型纳米纤维水凝胶用于促进伤口愈合

近日,华南理工大学教授王小英团队、暨南大学附属第一医院副教授张还添及教授查振刚团队通过利用自组装和化学交联结合的策略,开发出一种具有低硬度、高抗压强度、抗溶胀、可载药和生物降解的胶原纤维状可注射水凝胶......

新研究|可伸缩的弹性高分子材料设计方法

韩国科学技术院(KAIST)研究出一种可实现伸缩的弹性高分子材料设计方法,可同时提高弹性高分子材料的机械性和自修复性。研究成果发表于《自然通讯》。科研团队分析了包括金属离子与有机配体在内的负离子对高分......

Nature子刊:武汉大学团队开发基于水凝胶的分子张力荧光显微镜

细胞外基质(ECM)刚性是影响多种生物过程的重要机械线索。然而,对刚性传感的分子机制的理解受到当前细胞力测量技术的空间分辨率和力灵敏度的限制。2023年10月5日,武汉大学刘郑团队在NatureMet......

无需每天服药,新型水凝胶注射液治疗艾滋病更简便

25日报道,美国研究人员发现,一种在适当条件下自组装成凝胶的新注射溶液可以帮助控制艾滋病病毒,这种凝胶在6周内释放出稳定剂量的抗艾滋病病毒药物拉米夫定,这与目前任何可用的疗法均不同。这一研究成果或使患......