我们很多人都知道壁虎可以帮我们节省汽车保险的钱。似乎这还不够,由杰弗里·卡普教授领导的麻省理工学院的研究人员现在正试图在这种不起眼的蜥蜴的成就清单上增加突破性的医用粘合剂。

豹纹壁虎

豹壁虎(Karen Shaw摄)

这些研究人员认识到需要坚韧的可生物降解聚合物粘合剂,这种粘合剂可以从机械变形中恢复,同时仍然牢固地附着在底层组织上。虽然目前市场上有许多组织胶,但没有一种能承受高拉伸强度,也没有一种能以可编程降解率与愈合一致的胶带或片状形式应用。具有这些功能的粘合剂将非常有用,可以作为在腹腔镜或显微镜手术中难以操作的缝合线的替代品或替代品。这可能会缩短手术时间,减少感染等并发症。

麻省理工学院的研究团队从大自然中寻找灵感,特别是壁虎在支撑自身重量的同时,能够附着在垂直表面上的惊人粘附性能。这一显著的特征可能是由于每只壁虎脚上的细毛。在壁虎的每只脚上可以找到多达50万根这样的毛或柱,每只脚上都有数百个被称为锅铲的凸起。锅铲的支柱使壁虎的脚能够适应和坚持各种崎岖的地形。

壁虎足部细节

壁虎脚的放大细节(由麻省理工学院提供)

仿壁虎粘合剂目前正在开发中。这些人造粘合剂与天然粘合剂有许多相同的特性。基于壁虎的合成粘合剂是干燥系统,不需要胶水来实现粘附。合成胶粘剂的纤维状设计增强了其与各种表面的界面和顺应能力,改善了与各种粗糙度的表面(如组织)的接触。

尽管有了这些创新,还有更多的工作要做。湿润条件下的组织粘接剂需要一套单独的设计标准,因此仅用干燥合成的壁虎粘接剂不足以用于组织粘接剂。麻省理工学院的研究人员正在努力满足的五个标准是:

  1. 生物相容性和生物降解性
  2. 机械合规
  3. 掺入药物、生长因子或抗生素
  4. 潮湿条件下附着力强
  5. 最小炎症免疫反应

在努力完善他们的合成壁虎粘合剂的过程中,研究人员需要测试正在开发的粘合剂的抗拉强度。2009年,ADMET为庆祝成立20周年,颁发了一项eXpert 7601万能试验机免费提供给卡普教授的实验室

麻省理工学院的团队从ADMET机器中获益良多。“具体来说,eXpert 7601一直是我们日常工作的关键工具,用于表征我们团队开发的新型弹性生物降解生物材料的力学性能。这些新一代的生物材料被设计成模仿许多软组织的行为,”卡普教授说。“ADMET软件非常好用,因为它易于使用,而且可以自动计算。”

博士后学生Maria Nunes Pereira补充说:“[ADMET]机器的多功能性和准确性允许应用可控预载荷,这对于确保贴片材料和组织之间的保形接触至关重要,并且可以进行事先的粘附测试。黏附力由载荷-位移曲线中观察到的最大力决定。目前,我们的实验室中有各种测压元件,可以根据我们的需要在很宽的范围内测量力。”

要了解更多关于该小组的壁虎粘合剂研究,您可以查看他们发表的研究在这里而且在这里

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