陈根：自愈合材料，应用于体内医学
文|陈根
自愈合材料是一种“有生命”的材料，在损伤后，其能够像人类皮肤一样自行愈合，恢复原有的结构和功能。因此，自愈合材料可以有效延长材料的使用寿命，提高材料的使用安全性，降低材料的维护成本。
尽管自愈合材料具有独特的性能，在生物医学工程领域显示出巨大的潜力。但以往的研究主要集中在自愈合材料的设计和合成上，在体内环境中的应用较为有限。
最近，东华大学的研究人员基于材料的自愈性视角来解决临床问题，设计了一种力学可调、生物相容、生物可降解，在人体环境下具有自愈合性的聚肟氨酯弹性体，革新了体内医学应用。
在之前的研究中，东华大学的研究团队创新地提出了一种可以同时提升材料自愈合性能和力学性能的分子策略——基于铜配位丁二酮肟氨酯的弹性体（Cu-DOU-CPU）。
在该弹性体中，同时存在动态共价键（肟氨酯键）和动态非共价键（金属配位键和氢键），铜离子的配位提升了肟氨酯键的动态性，材料表现出出色的自愈合性能。
虽然自愈合材料取得了很大进展，但多数材料的愈合过程需要额外的刺激，如加热、激光、压力等，这些刺激对于人体往往有害，因此在体内实施难度较大。
而在东华大学最新的研究中，自愈合材料代替了缝合线和金属丝在传统腹主动脉瘤、神经接合和胸骨固定手术治疗中的功能，在体内病变处原位愈合组装构建修复器件，有效避免了手术对病变部位及周围组织的次生损伤，方便了手术操作，改善了手术效果。
在三种动物模型中，研究人员验证了该材料作为治疗主动脉瘤、神经适应和骨固定术的有效性，研究提供的数据也支持了其在不同环境下的应用稳定性，这就为未来的生物医学问题提供了新的解决手段，也为在以后的临床环境中开发自愈材料铺平了道路。
目前，相关研究论文Self-healing polyurethane-elastomer with mechanical tunability for multiple biomedical applications in vivo发表在了Nature Communications上。
