新技术：用蚕丝材料做出可降解“人造骨”

近日

西安工程大学纺织科学与工程学院

樊威教授团队

在材料领域顶级期刊

《Advanced Materials》上发表

以“Silk-fabric reinforced silk for artificial bones”为题的

研究性论文

论文指出

本次研究最大的成果是

利用成本低廉的蚕丝材料做出

昂贵人造骨

　　据了解，金属及合金是目前骨外科手术中应用最为广泛的材料，相比较于陶瓷和聚合物来说，其机械性能高和耐腐蚀性能强。美中不足的是，金属与合金（~110 GPa）人造骨和人体骨（3~20 GPa）之间的弹性模量相差较大，从而会发生应力屏蔽效应，对骨骼结构造成压力，进而导致金属植入物的松动和最终失效。此外，金属植入物可能会引起机体免疫反应而增加感染风险并减缓伤口愈合，而且其植入体内后难以降解，通常需要进行二次手术取出。

全蚕丝基人造骨的制备及形貌

　　蚕丝作为一种天然的蛋白质高分子材料，具有优良的生物相容性、生物降解性、加工性和低廉的成本，广泛应用于外科缝合线、人造皮肤、肌肉、血管、骨骼等生物医学领域。

全蚕丝基人造骨的体内生物相容性

　　针对目前骨外科手术中应用金属与合金（~110 GPa）人造骨和人体骨（3~20 GPa）之间的问题，樊威教授团队联合清华大学张莹莹教授团队巧妙地利用了蚕丝（Silk II结构）与丝素（Silk I结构）之间结晶度的差异，将脱胶蚕丝织物与再生丝素热压制备了一种丝素自增强复合材料（SFS）。SFS通过调整增强体结构与基体的比例，可以定制其力学性能和密度，以适应人体不同部位骨植入的要求。更重要的是，SFS具有促进成骨细胞增殖和提高成骨细胞活性的能力，并且可随着骨愈合在体内逐渐降解，无需二次手术切除，避免了患者的二次疼痛，节省了医疗费用。

　　SFS具有取代传统金属或陶瓷植入物的巨大潜力。该团队相关研究得到了国家自然科学基金、陕西省杰出青年科学基金、陕西省高校青年创新团队与西安市中心医院项目的支持。樊威教授团队相关研究成果近日登上顶级期刊《Advanced Materials》。

　　（来源：西安发布）