科学家开发出新型水凝胶生物材料:可修复心脏、肌肉和声带

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IT大王 12 月 3 日消息，结合化学、物理学、生物学和工程学的知识，麦吉尔大学的科学家们开发了一种足以修复心脏、肌肉和声带的生物材料，代表了再生医学的一个重大进步。

▲ 用于测试水凝胶的声带生物反应器的渲染图像

“心脏损伤的人往往面临一个漫长而棘手的恢复过程，愈合是具有挑战性的，因为在心脏跳动时，组织必须承受持续的运动。声带的情况也是如此。”麦吉尔大学机械工程系的博士生 Guangyu Bao 说，“到目前为止，还没有足够强的注射材料来完成这项工作。”

由 Luc Mongeau 教授和 Jianyu Li 助理教授领导的团队开发了一种用于伤口修复的新型可注射水凝胶。这种水凝胶是一种生物材料，为细胞提供生存和生长的空间。一旦注入人体，该生物材料形成一个稳定的多孔结构，允许活细胞生长或通过，以修复受伤的器官。

Guangyu Bao 说：“结果是有希望的，我们希望有一天这种新的水凝胶将被用作植入物，以恢复声带受损者的声音，例如喉癌幸存者。”

IT大王了解到，科学家们在他们开发的一台模拟人类声带极端生物力学的机器中测试了水凝胶的耐久性。以每秒 120 次的速度振动超过 600 万次，新的生物材料保持完好无损，而其他标准的水凝胶则断裂成碎片，无法处理负载的压力。

“看到它在我们的测试中完美地工作，我们感到难以置信地兴奋。在此之前，没有可注射的水凝胶同时拥有高孔隙率和韧性。为了解决这个问题，我们在配方中引入了一种孔隙形成的聚合物，”Guangyu Bao 说。

科学家们说，这项创新还为其他应用开辟了新的途径，如药物输送、组织工程和创建药物筛选的模型组织。该团队甚至希望使用水凝胶技术来创建肺部，以测试新冠病毒药物。

“我们的工作突出了材料科学、机械工程和生物工程在创造具有前所未有的性能的新型生物材料方面的协同作用。我们期待着将它们转化为临床应用”，担任加拿大生物材料和肌肉骨骼健康研究主席的 Jianyu Li 教授说。