科学家开发新型生物材料可修复心脏、肌肉和声带

麦吉尔大学的科学家们结合化学、物理学、生物学和工程学知识，开发出一种足以修复心脏、肌肉和声带的新型生物材料，代表着再生医学的一项重大进展。

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“从心脏损伤中恢复的人往往面临一个漫长而棘手的旅程。愈合是具有挑战性的，因为在心脏跳动时，组织必须承受持续的运动。声带的情况也是如此。”麦吉尔大学机械工程系的博士生鲍光宇说：“到目前为止，还没有足够强大的注射材料来完成这项工作。”

由Luc Mongeau教授和李建宇副教授领导的团队开发了一种用于伤口修复的新型可注射水凝胶。这种水凝胶是一种生物材料，为细胞提供生存和生长的空间。一旦注入人体，该生物材料形成一个稳定的多孔结构，允许活细胞生长或通过，以修复受伤的器官。

鲍光宇说：“结果是有希望的，我们希望有一天这种新的水凝胶将被用作植入物，以恢复声带受损者的声音，例如喉癌幸存者。”

科学家们在他们开发的模拟人类声带极端生物力学的机器中测试了他们水凝胶的耐久性。以每秒120次的速度振动超过600万次，新的生物材料保持完好，而其他标准水凝胶则断裂成碎片，无法处理负载的压力。

“看到它在我们的测试中完美地工作，我们感到难以置信地兴奋。在我们的工作之前，没有可注射的水凝胶同时拥有高孔隙率和韧性。为了解决这个问题，我们在配方中引入了一种孔隙形成的聚合物，”鲍光宇说。

科学家们表示，这项创新还为其他应用开辟了新的途径，如药物输送、组织工程和创建药物筛选的模型组织。该团队甚至希望使用水凝胶技术来创建人造肺，以测试COVID-19药物。

担任加拿大生物材料和肌肉骨骼健康研究主席的李建宇教授说：“我们的工作突出了材料科学、机械工程和生物工程在创造具有前所未有的性能的新型生物材料方面的协同作用。我们期待着将它们转化为临床应用。”

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