AFM: 以天然丝纺为灵感的介观组装加工工程策略用于制造软组织模拟生物材料
Natt Natt 2022-05-02

天然丝纺纱是蜘蛛和蚕用来制造超强韧丝的策略。它可以被认为是一种优化的介观组装加工工程(MAPE)策略,可以有效地协调分子和超分子组装以及自然纺丝。受这一过程的启发,上海科技大学凌盛杰和浙江大学姚远等人开发了一种仿生MAPE策略,以制造模拟生物组织结构和机械特性的生物材料。

 

本文要点:

1通过将相变诱导的介观组装和机械训练诱导的结构重塑协同集成,实现了结构和力学模拟。通过这种方法,生产了高水合丝素蛋白材料具有优异的可调机械性能,例如柔软性、高拉伸性(断裂应变大于 1200%),以及高强度和韧性(强度为5±1 MPa,刚度为18±2 MPa,韧性为6±1 MJ m3)。

 

2由于其结构和机械组织匹配特性,这些仿生介观组装材料在调节不同细胞形态方面具有先进性。梯度结构变形(纵横比、扩散面积和周长)得到证实,细胞骨架(肌动蛋白和微管蛋白)和基质适应方向之间的相互作用同样也得到了证实。这些发现促进了丝素蛋白生物材料在适应性细胞重建调控中的应用,因为细胞形态是其生理功能的基础。

 

参考文献:

Zhang, Y., et al., Natural Silk Spinning-Inspired Meso-Assembly-Processing Engineering Strategy for Fabricating Soft Tissue-Mimicking Biomaterials. Adv. Funct. Mater. 2022, 2200267.

https://doi.org/10.1002/adfm.202200267


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