從1月29日上映至今,《哪吒2》熱度依舊,截至3月12日,全球總票房已突破149億元,位居全球影史票房榜第6位。其中,太乙真人用藕粉給哪吒和敖丙重塑肉身的情節可以說是電影的關鍵情節之一。
不過,你能想到嗎?這種看似只能在神話中才能出現的奇跡,已經照進了現實。
武漢輕工大學科研團隊潛心研究蓮藕十余載,終于做到了“用藕重塑肉身”——利用藕纖維幫助骨骼修復。一起來看看,這是怎么做到的吧~
一、藕纖維修復骨骼的奧秘:自然降解的仿生骨架
近日,武漢輕工大學團隊以藕纖維為原料,根據患者的骨損傷情況,利用高精度3D打印技術,實現了骨支架的特異性定制。
這些定制化的骨支架不僅孔隙率和力學強度高,而且孔隙的大小、密度均可以根據患者的具體情況進行調整,植入人體后可以有效促進骨細胞增殖,加快損傷骨組織的自我修復。
其實,這種藕纖維骨支架的修復機制,主要包含了兩大核心:結構仿生和動態降解。
結構仿生
藕纖維的多孔結構與人體骨組織微環境的契合度達到90%,這種仿生結構不僅為骨細胞提供了攀附生長的“腳手架”——骨細胞會沿著定制的藕纖維支架生長,而且支架內部連通的孔道還能促進營養物質運輸。在動物實驗中,植入支架的骨折部位在短短8周內愈合率就達到了95%,新生骨骼強度與天然骨相當。
動態降解
藕纖維具有優異的生物相容性,進入人體一定時間后會自然被降解。藕纖維骨支架的降解速率可通過化學改性精確調控(6個月至2年),與骨再生速度同步,這樣可以避免傳統材料“過早失效”或“長期滯留”的問題,也不需要進行二次手術取出。
二、藕纖維成為骨骼修復“神器”的原因
每年,全球因骨折、骨缺損等骨科疾病接受治療的患者超過3.5億人。傳統的治療手段,包括金屬鋼釘、鈦合金植入物等,雖然能在一定程度上緩解患者的痛苦,但也存在明顯的缺陷。比如,金屬材料植入人體后可能會引發排異反應,導致慢性炎癥的發生;這些剛性植入物難以模擬骨骼的彈性,可能會限制關節活動;更令人頭疼的是,植入物在患者痊愈之后,需通過二次手術取出,增加了痛苦和經濟負擔。
這些問題促使科學家們從自然界中尋找更加理想的生物材料,在眾多含有自然纖維的植物中,蓮藕脫穎而出,主要源于其結構、成分與性質的完美結合。
結構優勢:藕纖維具有合適孔徑的高孔隙微結構,能夠在可控降解過程中支持細胞的黏附和遷移,同時具備適當的機械性能。
成分優勢:藕纖維含12%~15%纖維素,經納米化處理后可形成直徑30-50nm的纖維束,其表面羥基基團可以吸附鈣離子,從而促進骨礦化。
力學適配:藕纖維的壓縮強度(10-15MPa)與人類松質骨(4-12MPa)匹配,拉伸延展性達20%,能夠模擬骨骼的彈性與韌性。
三、藕纖維的多維應用圖譜
除了骨骼修復,藕纖維憑借著優異的特性在眾多領域得到了廣泛應用。
在醫療領域,藕纖維可以用于治療燒傷燙傷,用含銀離子涂層的藕纖維敷料,可以使燒傷創面愈合時間縮短至傳統紗布的1/3。此外,藕纖維還能用于神經修復,用直徑10~20微米的纖維束可以引導軸突再生,使脊髓損傷患者運動功能恢復提升2~3個等級。
不僅如此,藕纖維還是一種良好的環保材料,利用農業廢棄藕節開發的可降解包裝材料,成本僅為塑料的1/5。這種創新應用不僅可以減少農業廢棄物的處理問題,還為環保事業做出了貢獻。
在智能傳感領域,藕纖維同樣展現出了巨大潛力。科學家用直徑5微米的藕絲光纖檢測胃液pH值及幽門螺桿菌活性,精度可以超越傳統傳感器。
如今,“藕斷絲連”的古老隱喻,在現代科技的詮釋下煥發新生。藕纖維骨支架不僅是醫學與材料科學領域的突破,更揭示了自然與人類智慧的深層共鳴。正如研究者所言:“未來的醫學,或許就藏在祖先對一株蓮藕的想象中?!?br>