光活化角膜增厚生物材料可挽救患者视力

光活化角膜增厚生物材料可挽救患者视力目前，治疗变薄角膜的最佳方法就是用从尸体上摘取的未损坏的角膜进行替换。但不幸的是，全球范围内供体角膜短缺，这意味着只有少数人可以接受它们。此外，角膜移植手术的侵入性很大，而且可能会出现术后并发症。图为将生物材料注入手术在角膜上创建的口袋后，在低能量蓝光照射下形成透明的角膜组织样三维结构/渥太华大学医学院考虑到这些和其他缺点，由EmilioAlarcon博士领导的渥太华大学团队创造了角膜增厚生物材料。其主要成分是短肽（氨基酸链）以及称为糖胺聚糖的天然聚合物。通过相对简单的手术，通过手术在角膜上形成一个小袋，然后将材料注入其中。当注入的材料随后暴露在低能蓝光脉冲下时，它会在几分钟内硬化成类似角膜组织的3D结构，然后变得透明。迄今为止，该技术已经在活老鼠身上进行了测试，没有出现任何副作用，而且它还在提取的猪角膜上得到了验证。接下来需要对较大的动物进行测试，然后才能开始人体试验。阿拉尔孔说：“我们的材料经过精心设计，可以收集蓝光能量，从而触发材料现场组装成类似角膜的结构。我们的累积数据表明，这些材料是无毒的，并且可以在动物模型中保留数周。我们预计我们的材料将在人类角膜中保持稳定且无毒。”有关该研究的论文最近发表在《先进功能材料》杂志上。渥太华大学的其他科学家以及纽卡斯尔大学和弗劳恩霍夫应用聚合物研究所的团队正在通过开发合成角膜来解决供体角膜短缺的问题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373329.htm

新仿生材料可重塑角膜 几分钟内即可制成

新仿生材料可重塑角膜几分钟内即可制成用低能量的蓝光脉冲触发，能够在几分钟内硬化并形成3D结构，与眼角膜的特性相似。通过小鼠和猪实验后发现，增厚的角膜没有副作用。科学家称，在人体实验前，必须要在更大的动物模型中测试。一旦这些障碍被清除，这种方案的应用前景非常光明。通过利用仿生和蓝光的力量，该团队正在将眼科护理推向新的领域，为改善视力矫正手术和提高患者的生活质量创造机会。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374293.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374293.htm

科学家开发出可吸收六倍以上能量的安全头盔缓冲新材料

科学家开发出可吸收六倍以上能量的安全头盔缓冲新材料在实验室测试中，新设计的衬垫（右图）的性能优于更传统的技术，如用相同弹性材料制成的泡沫（左图）。资料来源：劳伦斯-史密斯该团队在最近发表于《先进材料技术》杂志上的一篇论文中介绍了这项技术。这项研究的通讯作者、中大博尔德分校PaulM.Rady机械工程系助理教授RobertMacCurdy说："减缓冲击在任何地方都很重要。高速公路防撞栏、护膝和护肘以及包装设备中都有这种材料"。这项研究重新审视了大多数人经常遇到却很少注意到的东西：泡沫。它们是充满无数小孔和通道的柔软材料。就像包装花生或压力球一样。MacCurdy说，泡沫可以很好地吸收冲击力，但它们有一个很大的缺点：如果你用力挤压泡沫，它最终会压缩成硬块。在实验室实验中，中大博尔德分校的工程师们用三维打印技术打印出新设计的衬垫，然后用一台强大的机器将其碾碎。该团队的作品经受住了冲击，吸收的能量是传统设计或相同材料制成的泡沫的数倍。资料来源：劳伦斯-史密斯他和他的同事们认为他们可以做得更好。在这项新研究中，研究小组编写了计算机算法，精心重新设计了缓冲材料的内部结构--允许它们在受力时折叠，但只能按照精心设计的模式折叠。当研究小组在实验室对他们的设计进行测试时，他们发现他们的衬垫可以比目前最先进的技术多吸收多达25%的力。"用于吸收冲击的材料很重要，"MacCurdy说，"但真正重要的是几何形状。"要理解为什么有的坐垫效果好，而有的却不好，举例来说，赋予海绵弹性的就是那些小角落和小缝隙。当你挤压海绵时，这些空隙就会开始闭合，进而吸收能量。一些工程师已经超越了这种基本设计。取而代之的是，他们用看起来有点像蜂窝的六角形塔或"板格"网络来制作衬垫。如果一名后卫撞上这种缓冲垫，冲击力会使蜂窝呈波浪状坍塌。这是一种更有效的吸收力的方法。但MacCurdy指出，长期以来，研究人员一直在努力寻找符合黄金标准的衬垫--这种技术不仅能吸收很大的力，还能以同样的技巧吸收多种不同的力。"如果你在骑车时发生碰撞，你不知道是低速撞击还是高速撞击。但无论如何，你都希望头盔性能良好，"他说。"我们正试图开发一种在所有这些情况下都能表现良好的几何形状"。为了制作一个用途更广的垫子，这位工程师和他的同事们选择重新布置这些物体的内部结构，最小的尺寸甚至只有一毫米。研究小组首先使用定制软件布置了蜂窝网络，然后对其进行了调整，加入了一些扭结，有点像手风琴中的风箱。在撞击过程中，这些扭结有助于引导蜂窝向下收缩，从而使蜂窝更顺利地倒塌。MacCurdy说："当你开始压缩这些结构时，它们会吸收一定的力。最好的吸收器设计能在整个压缩范围内保持恒定的力"。换句话说，与泡沫塑料不同的是，这些垫子无论怎么压都不会有任何变化，或者说，至少不会超过某个最大值。研究人员还希望确保他们的衬垫能够经得起现实世界中的撞击和瘀伤。他们使用3D打印机，用一种名为热塑性聚氨酯的弹性材料制作出小砖块大小的垫块。然后，他们用冲击试验机对其进行挤压。该研究小组发现，其块体吸收的能量大约是由相同材料制成的标准泡沫的六倍，比其他蜂窝设计吸收的能量最多多出25%。MacCurdy和他的同事们目前正在努力进一步改进他们的结构。他补充说，工程师们可以用许多不同类型的材料来制作这类设计，从弹性塑料到铝等较硬的物质。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1417049.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1417049.htm

科学家发明独特方法 可以制造更好的分子磁铁

科学家发明独特方法可以制造更好的分子磁铁科学家们开发出一种新方法，利用双配位镧系元素复合物生产出改进型单分子磁体（SMM）。这一进展为高密度存储、量子计算和微型化存储设备带来了潜力。"我们的发现为制造基于分子的新型分子电子材料提供了指导。"MuraleeMurugesu-渥太华大学理学院教授。资料来源：渥太华大学镧系元素离子喜欢用许多有机配体包围自己，以稳定和填充它们的配位层。但由于采用了新颖的配体设计和合成方法，渥太华大学的科学家们不仅成功地分离出了稀有而珍贵的双配位物种，而且有史以来第一次揭示了巨大的能级分离，正如理论所预测的那样。这个复合体是一项合成成就，显示了这些分子令人难以置信的潜力。这项研究是在渥太华大学化学和生物分子科学系进行的，由理学院全职教授穆拉里-穆鲁格苏领导，芬兰奥卢大学的阿克塞利-曼西卡马基教授、渥太华大学博士后研究员迪奥戈-A-加利科（DiogoA.Gálico）和亚历山大-A-基托斯（AlexandrosA.Kitos）以及博士生迪伦-埃鲁拉特（DylanErrulat）和凯蒂-L-M-哈里曼（KatieL.M.Harriman）合作完成。"我们已经展示了非常令人兴奋的结果，首次证实了之前的理论预测，同时也提供了一种合成方法来制造更好的分子磁体。这些磁体对于制造更小、更快的存储设备和量子计算机非常有用，因为它们具有纳米级尺寸和特殊的量子特性，如磁化的量子隧道或量子相干性，"穆鲁格苏教授说。"我们利用CFI资助的设备，在10开尔文以下的超低温条件下测量了复合物的磁性和发光特性。这些测量结果向我们展示了复合物错综复杂的电子结构。我们还与芬兰奥卢大学的Mansikkamäki教授合作，通过计算研究证实了我们的发现。"自2007年以来，渥太华大学的Murugesu小组一直在研究能够在分子水平上存储和处理信息的单分子磁体（SMM）。这种备受期待的材料有望节省能源和空间，使电子产品更快更好，从而改变数据存储方式，开创分子电子产品的新时代。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382619.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382619.htm

科学家发明用于填充和愈合断骨的植入式复合材料

科学家发明用于填充和愈合断骨的植入式复合材料该效果图显示了如何使用这种材料临时替代断裂处缺失的骨头合作小组包括海德堡大学医院创伤与整形外科、医疗工程公司BellaSeno以及弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所。该项目一开始的想法是，当发生可能有问题的骨折时，医务人员将首先对骨折部位进行CT扫描。根据扫描结果，用新型复合材料打印出定制的三维支架。然后，该结构将通过手术应用于断裂部位，从而填补骨组织缺失的区域。最后，支架将由从患者髋部或其他大块骨骼中提取的骨髓填充。由项目合作伙伴BellaSenoBellaSeno三维打印的支架复合材料本身是生物活性玻璃和一种名为聚己内酯的生物可降解聚合物的组合，后者能增强支架的结构强度。据弗劳恩霍夫公司称，生物活性玻璃能将断裂处的pH值提高到碱性水平，从而抑制细菌生长。此外，当玻璃与体液接触时，会转化为一种非常类似骨骼的化合物，即羟基磷灰石。海德堡大学医院创伤外科医生兼实验创伤外科主任托比亚斯-格罗斯纳博士说："六到七年后，支架将完全生物降解并转化为骨骼。"科学家们已经开始在临床前试验中试用这项技术。他们还在调整复合材料的配方，以便最大限度地提高生物活性玻璃的含量，同时保持足够的强度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395505.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395505.htm

研究发现干眼症会影响角膜愈合过程

研究发现干眼症会影响角膜愈合过程圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员在研究小鼠时发现，干细胞为帮助角膜再生而制造的蛋白质可能成为治疗和预防与干眼症有关的角膜损伤的新目标。当眼睛干燥时，角膜更容易受到伤害。通过追踪干细胞（荧光绿）在小鼠眼球中的运动，研究人员能够追踪细胞分化为角膜细胞并迁移到角膜中心的过程，为细胞如何帮助角膜损伤的愈合提供线索。资料来源：华盛顿大学医学院当眼睛不能用天然泪液提供足够的润滑时，就会发生干眼症。患有这种常见疾病的人使用各种类型的滴眼液来替代缺失的天然泪液并保持眼睛的润滑，但是当眼睛干燥时，角膜更容易受到伤害。高级调查员RajendraS.Apte博士说："我们有药物，但它们只对大约10%至15%的患者有很好的效果，在这项涉及眼睛健康关键基因的研究中，我们确定了潜在的治疗目标，这些目标在干眼症中与健康眼睛中出现不同。全世界有数千万人--估计仅在美国就有1500万人--由于与干眼症相关的并发症和损伤而忍受着眼痛和视力模糊，通过针对这些蛋白质，我们也许能够更成功地治疗甚至预防这些损伤。"他是JohnF.Hardesty,MD眼科和视觉科学系的PaulA.Cibis杰出教授。研究人员分析了几种小鼠模型中角膜所表达的基因--不仅是干眼症，还有糖尿病和其他疾病。他们发现，在患有干眼症的小鼠中，角膜激活了基因SPARC的表达。 他们还发现，更高水平的SPARC蛋白与更好的愈合有关。第一作者Apte实验室的医学博士/博士生JosephB.Lin说："我们进行了单细胞RNA测序，以确定对维持角膜健康很重要的基因，我们相信其中几个基因，特别是SPARC，可能为治疗干眼症和角膜损伤提供潜在的治疗目标。这些干细胞很重要，而且很有弹性，是角膜移植效果好的关键原因。如果我们确定的蛋白质不能作为激活干眼症患者的这些细胞的疗法的时候，甚至可能能够移植工程角膜干细胞，以防止干眼症患者的角膜损伤。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337227.htm