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根據(jù) UBC 的最新研究，結(jié)合剛度和韌性的凝膠是制造可生物降解的關節(jié)損傷植入物的一個進步。

模仿我們膝關節(jié)和髖關節(jié)中的關節(jié)軟骨是具有挑戰(zhàn)性的。這種軟骨是關節(jié)平滑運動的關鍵，其損傷會導致疼痛、功能下降并導致關節(jié)炎。一種潛在的解決方案是植入由蛋白質(zhì)制成的人造支架，當支架生物降解時，可以幫助軟骨自我再生。軟骨再生的程度與支架模仿軟骨生物特性的程度有關，迄今為止，研究人員一直在努力將剛度和韌性這看似不相容的特性結(jié)合起來。

現(xiàn)在，加拿大和中國科學家的新研究于 6 月 21 日發(fā)表在《自然》雜志上上發(fā)表的新研究概述了一種將這些特性結(jié)合到可生物降解凝膠中的方法。“軟骨是很棘手的，”資深作者、不列顛哥倫比亞大學化學系教授李宏斌博士說。“關節(jié)軟骨修復是一項重要的醫(yī)學挑戰(zhàn)，因為自然而言，它不會自我修復。”

可生物降解的軟骨植入物必須達到微妙的平衡，因為它們需要像真正的軟骨一樣既堅硬又堅韌。從機械角度來說，當某物堅硬時，它會抵抗彎曲或變形，但這通常意味著它是脆性的——當你彎曲它時，它會像玻璃一樣破裂。當某些東西很硬時，即使你彎曲它，它也不會破裂，但它可能太軟而無法在關節(jié)中使用，就像果凍一樣，甚至比實際的軟骨更軟。李博士說，當前由蛋白質(zhì)制成的植入物就是這種情況，這導致細胞所需的物質(zhì)與??所提供的物質(zhì)之間不匹配。這會導致軟骨無法正常修復。

在這項研究中，李博士和他的團隊開發(fā)了一種新方法，通過將構成凝膠網(wǎng)絡的特定蛋白質(zhì)鏈物理纏結(jié)在一起，在不犧牲韌性的情況下硬化蛋白質(zhì)凝膠。“這些糾纏的鏈條可以移動，這可以消散能量，例如跳躍的沖擊力，就像自行車中的減震器一樣。此外，我們將其與現(xiàn)有的折疊和展開蛋白質(zhì)的方法結(jié)合起來，這也允許能量耗散，”第一作者 Linglan Fu 博士說，她是 UBC 化學系的博士生，進行了這項研究。