受新生兒“囟門”啟發，科學家用軟材料制作硬骨頭

當我們出生時，我們的頭骨上就有一些縫隙，這些縫隙被稱為“囟門”的軟結締組織片所覆蓋。正是由于有了囟門，我們的頭骨才能在出生時變形并順利通過產道。出生后，囟門組織逐漸轉變為硬骨。現在，研究人員已經受這個自然過程的啟發，合成了一種材料。

這種材料既柔軟又有彈性，當它變硬后就會被固定，從而能夠用于復雜的骨裂修復。科學家說：“它也可以用于微型機器人。這些柔軟的微型機器人可以通過注射器注入人體，然后展開并形成剛性骨骼。”

研究人員所構造的 "微型機器人"可以變成不同的形狀并改變硬度。研究人員開始使用一種叫做海藻酸鹽的凝膠材料。在凝膠的一側生長著一種聚合物材料。這種材料具有電活性，當施加低電壓時，它會改變其體積，使微型機器人向指定方向彎曲。在凝膠的另一面，研究人員附著了生物分子，可以使軟凝膠材料變硬。這些生物分子是從一種對骨骼發育很重要的細胞膜中提取的。當這種材料被浸泡在細胞培養基（一種類似于人體含鈣和磷的環境）中時，生物分子會使凝膠像骨頭一樣硬化。

科學家說：“通過控制材料的轉動方式，我們可以使微型機器人以不同的方式移動，也可以影響材料在骨骼中的展開方式。”

為了進一步了解這種材料組合的生物相容性，研究人員現在正在研究其特性如何與活細胞一起工作。

該研究論文題為"Biohybrid Variable-Stiffness Soft Actuators that Self-Create Bone"，已發表在《先進材料》期刊上。

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

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標簽： 囟門 材料