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纳米纤维素用于3D打印人造耳等医用植入材料

2019-01-22TBS信息中心

    最近,德国联邦材料测试和研究所(Empa)利用木质纳米纤维素,通过3D打印技术制成了移植用的人造耳朵,可以作为先天性耳廓畸形儿童的移植物。

  据研究人员迈克尔·豪斯曼介绍,制造人造耳朵的原料是可生物降解的木质纳米纤维素。借助生物绘图仪,具有黏性的纳米纤维素可以完美塑造复杂的构造,固化后的结构仍然非常稳定。他们研究了纳米纤维素水凝胶的特性,并进一步优化了稳定性和3D打印工艺,制成了可用于移植的人造耳朵。这种人造耳朵可为先天性耳廓畸形儿童重建耳廓,使畸形耳朵得以补救,而且不会影响听力。

  人造耳朵仅是这项研究的一个应用。含有纳米纤维素的水凝胶还可用作膝关节植入物,用于修补慢性关节炎造成的关节磨损。豪斯曼表示,下一个目标是用骨骼填充身体自身的细胞和活性成分,以制成生物医学植入物。一旦将植入物植入体内,一些材料可能随着时间的推移而生物降解,并溶解在体内。尽管纳米纤维素本身不会降解,但它仍然非常适合作为生物相容性材料,用作植入物支架。

  此外,选择纳米纤维素作为候选材料,还因为其机械性能,微小但稳定的纤维可以非常好地吸收拉伸力。而且,纳米纤维素允许通过不同的化学修饰,将功能结合到黏性水凝胶中。通过结构、机械性能和纳米纤维素与其环境的相互作用,可以获得需要的复杂形状产品。

  豪斯曼称,这项研究的意义还在于,纤维素是地球上最丰富的天然聚合物,结晶纳米纤维素的使用方法简便且成本低廉。


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