泡沫材料巧搭“脚手架”修补骨骼

上一篇 / 下一篇  2011-07-22 21:51:33

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美国加利福尼亚州拉米萨城波音公司的科学家最近发现,他们使用的一种保护天线的泡沫材料可用在完全不同的领域棗修补受损的骨骼。

  为保护F-18喷气式战斗机的无线电天线,美国空军委托波音公司的科学家研制出一种轻重量泡沫材料作为防护层,用以包裹飞机上的无线电天线。这种泡沫材料既能防止飞机天线损坏,又不会干扰飞机正常接收无线电信号。泡沫材料由空心的二氧化硅球与聚合物胶合而成,每个二氧化硅空心球的直径约为90微米,粘结在聚合物中的显微空心球的空隙之间,可以让空气渗透通过。研究者发现,通过调整显微空心球和聚合物的比例,能够控制泡沫材料的强度和泡沫材料的空隙度。研究人员设计出多种不同比例的泡沫材料,其中有一种的“配方比例”正好与人体骨骼的性能极为相配。

  这种材料理所当然地受到骨科医生的青睐。这种泡沫材料能够吸引骨细胞生长,其强度和坚固程度足以取代骨骼,从而能有效地对损坏的骨骼进行修补。

  矫形外科医生十分需要像骨骼一样的材料以代替发生病变或被撞伤损坏的骨骼,由于并不总是能够满足被替代部位骨骼的需要,从人体其他部位移植的骨骼往往难以满足移植要求;目前使用的钛制人工骨植入物因缺少弹性效果也不理想。理想的植入物应该是一种“脚手架”一样的材料,在“脚手架”上可沉积骨细胞并使其自然生长,但目前使用的许多“脚手架”材料不很坚固,难以承担骨骼需要承受的力量。

  因此,矫形外科医生认为,波音公司发明的这种保护天线的泡沫材料是用以修补受损骨骼的理想“脚手架”材料。他们把这种材料植入兔子骨骼,没有发现排异反应;在取出泡沫材料植入物后他们发现,在泡沫材料植入物上已有许多新的骨细胞和血管在泡沫材料的孔隙中生长。

  研究发现,骨细胞是以电信号方式相互“通信联系”的,吸引骨细胞生长的方法是在“脚手架”材料上加一个电场。由于电磁信号能够无阻碍地通过泡沫材料,因此,可使骨细胞电信号很方便地吸引新生的骨细胞进入泡沫材料,从而使骨细胞能顺利生长,完成受损骨骼的愈合。


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