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上一版3  4下一版 2008年5月14日 星期 放大 缩小 默认
电纺丝技术:能否穿上“纳米布”

  比头发丝还细1500倍的纳米纤维,能否像丝线一样被织成衣服穿在身上?日前,从中科院上海硅酸盐研究所传来消息,中国科学家已经能够利用先进的“电纺丝”技术,制备出具有复杂可控图案化和编织结构的电纺丝纤维支架材料。科学家已经尝试过采用10多种材料,令肉眼看不见的纳米细丝,按照人们的意愿“织”出斜纹、圆环乃至复杂有序的图案。

  电纺丝技术是利用聚合物溶液(或熔体)在电场下的喷射,来制备纳米级超精细纤维的一种新型加工方法。由于具有设备简单、生产成本低、适用材料广泛等优点,电纺丝技术问世几年来,在生物医学、电子、航空航天、服装等领域受到了越来越多的关注。

  但是,如何精确地控制这种超细纤维的走向,按照需要将其织成具有一定图案的“纳米布”一直是困扰科学家们的难题。我国科学家在这一领域的突破,实现了对电纺丝织物图案化和编织结构的可控性,为电纺丝技术带来了更为广阔的应用前景。目前,国际材料科学界顶尖杂志《先进材料》已发表这一重大成果。

  科学家向我们描绘了电纺丝技术诱人的应用前景。

  就目前而言,生物组织工程和再生医学是电纺丝纤维的最大应用领域。

  科学家介绍,电纺丝纤维在结构上与天然细胞外基质十分相似,且有较好的生物相容性以及一定的强度和稳定性,又易于加工制作,因而是人体器官再造较为理想的支架材料之一。在软骨、骨、血管、心脏、神经等组织工程领域都有十分广泛的应用价值。

  具体方法是,先按照患者需要替换部位的组织或器官的形状,用电纺丝制作细胞支架,然后从患者体内提取相应的种子细胞放置在细胞支架上进行培养。之后新生的组织和器官就会逐渐成形,直至完全修复缺损,而支架材料则逐渐降解。于是,患者的器官获得了新生,充当生长基质的电纺丝支架也完成了使命。

  除了医学领域,电纺丝这种超强的功能纤维在航空航天、净化过滤、光电器件、织物增强及防水、植物杀虫等多个领域都能大显身手。

  比如,由特定的材料制成的电纺丝纳米布,具备质量轻、抗高温、抗辐射等功能,是理想的航空航天材料;电纺丝织成的半透膜,可以选择性过滤特定大小的颗粒或分子,达到良好的净化过滤效果;此外,用电纺丝还可制成一些特殊布料,不但可阻隔细菌、病毒及有害物质,而且柔软、透气,穿着这种材料制成的衣服,人们甚至可以完全告别洗衣机时代了。

  以上种种离我们的实际生活还有多远?科学家告诉我们,电纺丝技术作为一个比较新的领域,近几年才开始高速发展,目前还没有大规模应用。但是乐观地估计,由于各国普遍开始重视其巨大的应用前景,该技术在最近几年内会有比较大发展。目前,该技术在局部临床应用上已经不成问题,在高分子瓣膜和创伤修复方面已经有了一定的经验。但是,每一项技术的发展和完善都要经过一个严格、标准的实验和审查过程,是一个复杂的系统工程,具体何时才能应用到普通患者身上,目前还很难给出准确的时间。

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