伯明翰大学的研究人员已经开发出一种新的热塑性生物材料,该材料坚韧而又易于加工和成型。
该材料是一种尼龙,其形状记忆特性使其可以拉伸和模制,但在加热时能够重新形成其原始形状。这使得其对于诸如骨置换的医疗设备很有用,其中微创手术技术要求植入物材料具有额外的灵活性。
该材料是由大学化学学院的一个小组研究开发的,该小组研究了使用立体化学(聚合物链主链中的双键)来操纵聚酯和聚酰胺(尼龙)性能的方法。该研究发表在《自然通讯》上。
生物相容性聚合物广泛用于医学领域,从组织工程到医疗设备,例如支架和缝合线。尽管在可吸收或可降解材料领域已取得很大进展,但随着时间的流逝,这些材料会被人体分解,但仍然只有少数几种不可吸收的聚合物可用于长期应用。
当前可商购的现有不可吸收的生物材料,例如尼龙,遭受多种限制。例如,金属植入物的磨损可能很差,导致碎片破裂,而复合材料可能难以加工或极其昂贵。
新材料可以使用标准化学技术制成,并提供稳定,持久的选择,其机械性能可以针对不同的最终产品进行调整。
资深研究员安德鲁·多夫(Andrew Dove)教授说:“与用于制造医疗器械的现有产品(例如骨骼和关节置换术)相比,这种材料具有一些真正独特的优势。我们认为,这种材料可以为医疗器械提供经济高效,多功能且坚固的替代产品市场。”
该材料的另一个优点是其无定形结构。负责这项工作的博士后研究员乔什·沃奇(Josh Worch)解释了原因:“对于许多塑料,包括尼龙,韧性通常取决于其半结晶结构,但这也使它们更难以成型和模制。但是,我们的新型塑料它与尼龙一样坚韧,但没有结晶,因此更易于操作。我们相信,这只能归功于我们使用立体化学控制设计的方式。”
该研究小组能够设计和生产这种塑料,该塑料现已获得专利,并在大鼠中进行了测试以证明其生物相容性。该团队现在计划在寻求商业合作伙伴之前,探索进一步的方法来微调材料及其特性。