港大研發仿人體肌腱水凝膠材料 可望用於人體組織修復及植入式醫療

港大最近成功研發出一種新型仿肌腱水凝膠材料，其性能媲美天然肌腱，潛力應用於人體組織修復、先進生物醫學機器人、可植入人體器件等範疇。
 
人體的天然肌腱是一種富含水份且具備結構強韌性的生物組織，過去幾十年，醫學界一直嘗試利用人工合成的水凝膠去模仿天然肌腱的結構和性能，但人工合成的水凝膠材料較容易斷裂，不利於生物醫療應用。
 
港大機械工程系助理教授徐立之領導的研究團隊，研發出一種新型仿肌腱水凝膠材料，成份具備天然肌腱的結構特徵，亦具有良好的機械強韌性，具條件作多功能先進生物醫學應用。

團隊用一種常用於防彈衣和頭盔中的高分子材料「芳綸納米纖維」，混合另一種高分子材料」聚乙烯醇」，再施加拉伸應力，使芳綸納米纖維沿著拉伸方向對齊排列，形成模仿肌腱的各向異性纖維網絡。

團隊指出，剛性的芳綸納米纖維與柔性的聚乙烯醇之間的相互作用，為複合水凝膠帶來了很高的機械韌性。新水凝膠材料具備60%的水份，以及約1GPa的彈性模量和約80MPa的拉伸強度，表現優異遠高於其它合成水凝膠材料數倍甚至數千倍。水凝膠表面可進一步功能化以調控細胞行為，或結合柔性生物電子傳感器，實現仿天然肌腱的功能。

徐立之表示，這種水凝膠材料不僅具有良好的機械強韌性，同時可與生物活性分子和柔性電子傳感器配合作多功能應用，為人體組織修復和植入式醫療器件提供了關鍵功能。

成分具備天然肌腱的結構特徵，亦具有良好的機械強韌性，同時可與生物活性分子和柔性電子傳感器配合作多功能應用，未來可望應用於人體組織修復、先進生物醫學機器人、可植入人體器件等範疇。

研究結果已在《科學進展》（Science Advances）刊登（https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade6973），文章題爲“Multifunctional tendon-mimetic hydrogels”，研究成果同時獲《自然》挑選作為亮點專門報道。＠

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