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根据 UBC 的最新研究，结合刚度和韧性的凝胶是制造可生物降解的关节损伤植入物的一个进步。
模仿我们膝关节和髋关节中的关节软骨是具有挑战性的。这种软骨是关节平滑运动的关键，其损伤会导致疼痛、功能下降并导致关节炎。一种潜在的解决方案是植入由蛋白质制成的人造支架，当支架生物降解时，可以帮助软骨自我再生。软骨再生的程度与支架模仿软骨生物特性的程度有关，迄今为止，研究人员一直在努力将刚度和韧性这看似不相容的特性结合起来。
现在，加拿大和中国科学家的新研究于 6 月 21 日发表在《自然》杂志上上发表的新研究概述了一种将这些特性结合到可生物降解凝胶中的方法。“软骨是很棘手的，”资深作者、不列颠哥伦比亚大学化学系教授李宏斌博士说。“关节软骨修复是一项重要的医学挑战，因为自然而言，它不会自我修复。”
可生物降解的软骨植入物必须达到微妙的平衡，因为它们需要像真正的软骨一样既坚硬又坚韧。从机械角度来说，当某物坚硬时，它会抵抗弯曲或变形，但这通常意味着它是脆性的——当你弯曲它时，它会像玻璃一样破裂。当某些东西很硬时，即使你弯曲它，它也不会破裂，但它可能太软而无法在关节中使用，就像果冻一样，甚至比实际的软骨更软。李博士说，当前由蛋白质制成的植入物就是这种情况，这导致细胞所需的物质与所提供的物质之间不匹配。这会导致软骨无法正常修复。
在这项研究中，李博士和他的团队开发了一种新方法，通过将构成凝胶网络的特定蛋白质链物理缠结在一起，在不牺牲韧性的情况下硬化蛋白质凝胶。“这些纠缠的链条可以移动，这可以消散能量，例如跳跃的冲击力，就像自行车中的减震器一样。此外，我们将其与现有的折叠和展开蛋白质的方法结合起来，这也允许能量耗散，”第一作者 Linglan Fu 博士说，她是 UBC 化学系的博士生，进行了这项研究。
