根據一項新的研究，當人工關節(jié)植入物因磨損而受損時，含糖聚合物涂層有朝一日可以幫助修復人工關節(jié)植入物，如髖關節(jié)置換物。
一個國際化學家和工程師團隊，包括英國杜倫大學和約克大學以及中國清華大學，開發(fā)了一種可以輕松修復低摩擦表面的技術。
該團隊從軟骨潤滑人體關節(jié)的方式中汲取靈感，發(fā)現(xiàn)糖環(huán)可以幫助聚合物固定在表面上并修復損壞。
他們在Chem雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)，他們說他們的發(fā)現(xiàn)最終可以用于醫(yī)療植入物，以延長人工關節(jié)的壽命。
他們希望這種涂層最終也可以用于減少機械系統(tǒng)中摩擦引起的能源浪費，從而提高它們的效率。
如果軟骨受損，人體可以修復軟骨，但人造表面通常不會那么容易修復。
研究小組發(fā)現(xiàn)，如果他們創(chuàng)造的聚合物涂層在使用過程中從表面摩擦，那么其結構中的糖環(huán)可以使其輕松重新附著。
然后，研究團隊創(chuàng)造的涂層模仿軟骨潤滑人體關節(jié)的方式。
軟骨利用水形成光滑的表面，最大限度地減少磨損。以同樣的方式，新涂層會在表面形成一層水，使其光滑并在受到撞擊或摩擦時保護表面。
英國杜倫大學化學系副教授、資深作者 Paul McGonigal 博士說：“我們的含糖涂層為我們修復低摩擦表面的損壞提供了一種有吸引力的新方法。
“由于軟骨不斷得到修復和更換，我們身體中的髖關節(jié)和膝關節(jié)可以承受數(shù)十年的磨損。我們制造了以類似方式工作的材料，但與人工關節(jié)兼容。
“我們涂層的成分具有生物相容性，這使得它們在醫(yī)學中的應用前景令人振奮。
“我們還可以想象開發(fā)一系列在非常不同的環(huán)境中工作的材料。避免和修復摩擦造成的損壞對于確保汽車和其他機械的長期使用同樣重要。”
聚合物涂層有兩個主要部分。首先，它有一條長長的帶正負電荷的分子鏈，可以附著在水層上——使用類似于靜電的效果。其次，糖環(huán)連接到鏈的一端。該環(huán)通過與稱為金剛烷的特定分子對接將自身錨定在表面上。
通過用這些金剛烷結構處理鈦金屬，研究人員表明聚合物涂層會被表面吸引。形成的薄弱的、非永久性的鏈接是修復過程的關鍵。
共同作者、杜倫大學 McGonigal 博士實驗室的研究員 Yulong Sun 博士與清華大學機械工程系博士研究生 Yixin Wang 和 Hongyu Zhang 教授一起研究了低摩擦表面。
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