干细胞研究的新发现带来了逆转骨关节炎的可能

干细胞研究的新发现带来了逆转骨关节炎的可能对于这种长期、渐进的病症，目前还没有治疗方法。关节疼痛和僵硬的症状只能通过止痛药和非甾体抗炎药（NSAIDs）来缓解，而长期使用这些药物实际上会加速骨关节炎症状的恶化。但在一项新研究中，南澳大利亚阿德莱德大学的研究人员发现，OA不仅可以治疗，而且可能是可逆的。这项研究的主要作者贾-吴（JiaNg）说："我们的研究结果重新认识了骨关节炎，它不是一种'磨损'病症，而是一种关键关节软骨干细胞的主动和药物可逆损失。"关节软骨是一种永久性组织，需要自我更新的祖细胞--干细胞的后代--的支持，以重新填充负责形成软骨的软骨细胞。然而，关节软骨的再生能力有限，损伤、慢性机械应力或年龄增长--即所谓的"磨损"--通常会导致OA。研究人员以成年小鼠的膝关节为研究对象，发现关节表面存在一种特殊的软骨祖细胞群，可生成关节软骨。这些以Gremlin1基因为标志的细胞在OA中被耗尽。他们通过实验表明，表达Gremlin-1的软骨祖细胞的丧失是OA的早期事件，反过来也会导致OA。为了在Gremlin-1细胞中发现治疗OA的分子靶点，研究人员重点研究了成纤维细胞生长因子信号转导，因为这一通路在调节软骨发育或软骨生成方面发挥作用。用成纤维细胞生长因子18（FGF18）治疗小鼠，可刺激动物体内多种组织的生成，从而引起关节软骨中Gremlin1细胞的增殖，导致软骨厚度明显恢复并减少了OA。"有了这些新信息，我们现在能够探索直接针对干细胞群的药物选择，而干细胞群是关节软骨发育和骨关节炎进展的罪魁祸首，"Ng说。"我们的研究表明，可能有新的方法来治疗疾病而不仅仅是症状，从而改善骨关节炎患者的健康状况和生活质量。"这一发现也为其他形式的损伤和疾病中的软骨再生提供了机会。这些发现是否能从小鼠转化为人类受试者还有待观察，但使用FGF18（临床上称为Sprifermin）治疗膝关节OA的五年临床试验结果已于2021年公布。虽然Sprifermin不能缓解OA症状，但研究发现它是安全的，而且可能会改善软骨厚度和体积。第三阶段试验正在进行中。该研究发表在《自然-通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393879.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393879.htm

研究人员首次让凝胶在生物体内触发了电极的产生

研究人员首次让凝胶在生物体内触发了电极的产生在隆德大学进行的实验中，一种含有酶的凝胶作为"组装分子"被注入斑马鱼和水蛭。由此，科学家们观察到，在斑马鱼的大脑、心脏和尾鳍以及水蛭的神经组织周围形成了电极。这些动物既没有受到凝胶的伤害，也没有受到电极的不利影响。"通过对化学成分的巧妙改变，我们能够开发出被脑组织和免疫系统接受的电极。斑马鱼是研究大脑中有机电极的极佳模型，"隆德大学医学院教授RogerOlsson解释说。一般来说，需要植入物体来启动体内的电路。毫不奇怪，该团队花了几年时间来开发这种凝胶，它需要正确的结构和成分才能在动物细胞中取得成功。"与身体物质的接触改变了凝胶的结构，使其具有导电性，而在注射前它并不具有导电性。"林雪平大学有机电子学实验室（LOE）的博士研究员XenofonStrakosas说："根据不同的组织，我们还可以调整凝胶的成分，以使电气过程进行。"虽然这一切现在听起来像科幻小说，但研究人员相信，从长远来看，这条研究道路将在人体中看到完全的集成电路--这可能会改变神经系统治疗的面貌。该团队承认有"一系列的问题需要解决"，但这项研究为生物电子学提供了一个新的视角。"几十年来，我们一直试图创造出模仿生物学的电子产品，"LOE的教授MagnusBerggren说。"现在，我们让生物学为我们创造电子器件"。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346211.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346211.htm

研究人员将废弃纸板转化为可持续纤维素气凝胶泡沫塑料

研究人员将废弃纸板转化为可持续纤维素气凝胶泡沫塑料这种用明胶增强的纸板泡沫可使包装材料更具可持续性。资料来源：JinshengGou《ACS可持续化学与工程》杂志上的研究人员没有丢弃这些纸箱，而是利用纸板废料开发了一种缓冲泡沫。与传统的塑料泡沫缓冲材料相比，他们的再生材料更坚固、更绝缘。在家中堆积的各种垃圾中，废纸是最常见的一种。从报纸和垃圾邮件到纸板信封和纸箱，所有这些都会堆积起来，尤其是在网络购物大行其道的今天。研究人员有兴趣将这些容器和废纸变成其他有用的东西--坚固而轻便的邮寄材料。目前，为了让电子产品和玩具紧紧地依偎在盒子里，通常会使用泡沫塑料等模塑缓冲材料。轻质的纤维素气凝胶是一种可持续的替代品，但目前从废纸中生产纤维素气凝胶的方法需要几个化学预处理步骤。因此，苟金生和同事们希望找到一种更简单的方法，来制造一种以废纸为基础的泡沫材料，这种材料可以承受最恶劣的运输环境。为了制造泡沫，研究小组用搅拌机将纸板碎屑打成纸浆，然后与明胶或聚醋酸乙烯（PVA）胶水混合。将混合物倒入模具中，冷藏，然后冻干，形成缓冲泡沫。这两种纸质泡沫都具有良好的隔热性能和强大的能量吸收能力，甚至优于某些塑料泡沫。研究小组随后将纸浆、明胶、PVA胶水和一种硅基液体结合在一起，制成了一种重型废纸泡沫。这一版本的纸板泡沫可以承受锤子的击打而不散落，这一结果表明这种泡沫可以用于力量密集型的运输，例如无降落伞空投。研究人员说，他们的工作提供了一种简单而有效的方法，可以将纸板循环利用，制造出更环保的包装材料。参考文献：张斌、陶文轩、任子明、岳世琦和苟金生：《具有超高能量吸收、优异隔热性能和出色缓冲性能的可生物降解废纸基泡沫》，2023年11月28日，《ACS可持续化学与工程》。DOI:10.1021/acssuschemeng.3c06230编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404939.htm

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品首先，在3D打印介质中使用木材并不是一个新想法。我们以前还看到过用从木材中提取的纤维素打印出的木质物品，以及用锯末与生物环氧树脂混合制成的3D打印吉他。麻省理工学院的科学家甚至正在开发一种方法，将实验室培养的木材培育成预定的三维形状。然而，休斯顿莱斯大学的研究人员声称，他们是第一批用完全由木材天然成分组成的材料3D打印出真正木制物品的人。除了水之外，粘稠的墨水还包括纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体和木质素--后者是一种有机聚合物，构成了包括树木在内的植物的大部分支撑组织。纤维素和木质素都可以从林业、建筑业和消费品行业产生的木材废料中获取。木墨是通过一种称为直接墨水写入（DIW）的3D打印工艺来连续分层构建物体的。这与常用的熔融沉积建模（FDM）技术类似，熔融材料从喷嘴中挤出，冷却后硬化。在DIW技术中，材料不是冷却，而是通过烧结工艺变成固体形式。对于木质油墨来说，烧结过程包括在-85ºC(-121ºF)温度下冷冻干燥印刷物体48小时，然后在180ºC(356ºF)温度下加热20至30分钟。加热步骤将木质素转化为一种"分子胶"，将纤维素纤维和晶体结合在一起。部分3D打印木制品，包括一张小桌子和一把小椅子据报道，用这种材料打印出来的小物件在外观、结构、质地、热稳定性甚至气味方面都与天然木材十分相似。它们在机械强度上也比天然轻木更强，天然轻木在研究中被用作基线。还有一个额外的好处，就是它们在废弃后可以生物降解。但更重要的是，用油墨打印物品时，只使用打印该物品所需的油墨量。相比之下，用天然木块雕刻或碾磨物品时，去掉的所有木料都会被浪费掉。首席科学家穆罕默德-拉赫曼（MuhammadRahman）副教授说："直接利用自身天然成分创建木结构的能力为更加环保和创新的未来奠定了基础。它预示着一个可持续3D打印木结构的新时代。"科学家们承认，该过程中的冷冻干燥和加热步骤需要大量能源，因此他们正在探索替代方法。他们的研究论文最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424440.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424440.htm

科学家开发水凝胶绷带 利用超声波更好地粘附在皮肤上

科学家开发水凝胶绷带利用超声波更好地粘附在皮肤上让绷带粘在皮肤上有时会很困难，尤其是在皮肤潮湿的情况下。然而，一种实验性的新伤口敷料并不存在这个问题，它利用超声波诱导的微气泡与皮肤更好地结合。由加拿大麦吉尔大学领导的团队开发的这种敷料本身是以透明水凝胶薄片的形式出现的--它是由聚(N-异丙基丙烯酰胺)聚合物以及海藻衍生的海藻酸凝胶制成。该水凝胶与含有壳聚糖或明胶纳米颗粒或纤维素纳米晶体的液体底层涂料相结合。不管是什么组合，一旦底层涂料和水凝胶被应用到伤口上，一个小型超声波传感器就会与它们接触。超声波穿过水凝胶，在底层涂料中诱发空化，产生许多微气泡，将底层涂料分子向下推入皮肤。因此，该敷料比传统的粘性绷带更好地粘在皮肤上--超声波的强度越大，敷料的粘性越好。一旦伤口愈合，粘合过程可以被逆转，以去除水凝胶。除了用于伤口治疗外，据信该技术还可用于通过皮肤传递药物......而且可能性还不止于此。首席科学家、麦吉尔大学的李建宇（音译）教授说：“通过融合力学、材料和生物医学工程，我们设想了我们的生物粘附技术在可穿戴设备、伤口管理和再生医学方面的广泛影响。”有关这项研究的论文最近发表在《科学》杂志上。来自不列颠哥伦比亚大学和瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家也参与了这项研究。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303987.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303987.htm