□方恨晚

在一项新近发表于Advanced Materi? al s的美中合作研究中，密歇根大学和江南大学的研究人员通过结合坚韧的凯芙拉纳米纤维（常用于制造防弹背心的芳香聚酰胺类纤维）与常用于水凝胶软骨替代品的聚乙烯醇（PVA）研制的合成材料Kevl a? til age重现了天然软骨的神奇。

“我们知道，人体和所有生命一样主要由水组成，却有很强的结构稳定性。”主持这项研究的密歇根大学工程学教授Nichol as Kotov说，“研究软骨就要了解生命如何将难以想象的特性结合在一起。”

许多人对优质的软骨替代品有刚需，例如美国有85万名通过手术去除或替换膝关节软骨的患者。虽然其他品种的合成软骨已经在进行临床试验，但这些材料只能在软骨的两个属性之间摇摆，无法实现天然软骨强度和含水量的绝妙结合。Kotov解释说，模仿软骨物理性质的其他合成材料含有的水不足以运输细胞需要的营养物质；而能将水结合到长而柔软的分子网络中的水凝胶不是特别坚固，它们在远低于天然软骨的临界压力下就会撕裂。

在天然软骨中，蛋白质和其他生物分子的网络通过阻挡其腔室中的水流而保障其强度：来自水的压力重新配置了整个网络，使其变形而不破裂。这种机制可以使高强度的关节（如膝盖）承受破坏性的压力。例如跑步运动会反复冲击骨骼间的软骨，迫使水流出，使软骨变得更加柔韧。而当跑步者休息时，软骨吸收水分，从而继续提供强大的抗压缩性。

新型合成软骨具有相同的机理：凯芙拉纳米纤维构建材料的框架暴露于拉伸或压缩的压力时，聚乙烯醇就捕集网络内的水。其中含水量高达92%的材料样本的强度可与天然软骨相当，而70%的样本则实现了橡胶般的弹性。

由于凯芙拉纳米纤维和聚乙烯醇不会伤害邻近的细胞，Kot ov预计，这种合成软骨将非常适合作为某些情况下的植入物，如用于膝盖深处。 （摘自《新发现》）