受新生儿“囟门”启发，科学家用软材料制作硬骨头

当我们出生时，我们的头骨上就有一些缝隙，这些缝隙被称为“囟门”的软结缔组织片所覆盖。正是由于有了囟门，我们的头骨才能在出生时变形并顺利通过产道。出生后，囟门组织逐渐转变为硬骨。现在，研究人员已经受这个自然过程的启发，合成了一种材料。

这种材料既柔软又有弹性，当它变硬后就会被固定，从而能够用于复杂的骨裂修复。科学家说：“它也可以用于微型机器人。这些柔软的微型机器人可以通过注射器注入人体，然后展开并形成刚性骨骼。”

研究人员所构造的 "微型机器人"可以变成不同的形状并改变硬度。研究人员开始使用一种叫做海藻酸盐的凝胶材料。在凝胶的一侧生长着一种聚合物材料。这种材料具有电活性，当施加低电压时，它会改变其体积，使微型机器人向指定方向弯曲。在凝胶的另一面，研究人员附着了生物分子，可以使软凝胶材料变硬。这些生物分子是从一种对骨骼发育很重要的细胞膜中提取的。当这种材料被浸泡在细胞培养基（一种类似于人体含钙和磷的环境）中时，生物分子会使凝胶像骨头一样硬化。

科学家说：“通过控制材料的转动方式，我们可以使微型机器人以不同的方式移动，也可以影响材料在骨骼中的展开方式。”

为了进一步了解这种材料组合的生物相容性，研究人员现在正在研究其特性如何与活细胞一起工作。

该研究论文题为"Biohybrid Variable-Stiffness Soft Actuators that Self-Create Bone"，已发表在《先进材料》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107345

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