原标题：Kevlar人造软骨：含水率与柔韧度的完美结合
引言 “ 众所周知，人体软骨具有无与伦比的抗压强度，虽然软骨内部含有大约80%的水分，但却可以轻松承受我们的身体自重，甚至能承受各种剧烈运动对关节的考验。”近日，密歇根大学和江南大学的研究人员开发出一种名为Kevlar的人造软骨材料，这种新型的软骨材料通过将芳族聚酰胺类有机纤维（用于制造防弹背心的纤维材料）与通常用于水凝胶软骨替代物的材料（称为聚乙烯醇PVA）相结合，可以于自然人体软骨的性能和强度相媲美。
强度与柔韧度的完美平衡
在美国，人造软骨植入物需求量很大，约有85万患者需要手术去除或置换膝关节软骨。然而，医生在选取传统合成软骨时必须在强度或含水量的材料之间进行艰难取舍。新的混合材料解决了这一问题，并很好的融合了两种互相矛盾的特性，因为它能同时具备天然软骨的高强度和丰富的含水量。
“我们的身体主要是由水组成的，所有的生命也都如此，但我们的身体的结构依旧能保持其稳定性。”负责这项研究的工程学教授尼古拉斯•科托夫（Nicholas Kotov）说：“理解软骨的特性就好比是在理解生命究竟是以何种难以想象的方式将各种特性融合到一起。”
人造软骨材质非常柔韧且不易撕裂
软骨植入物的强度是其抵抗在移动关节中经历的磨损和变形的关键。然而，组织需要保持足够的水分以允许软骨细胞（形成软骨的细胞）生长，而软骨的强度和灵活性来源于允许水在变形时逸出，然后再重新吸收。
灵巧的自适应性能
这种机制可以使经常承受高强度压力的关节（如膝盖）具备相当的韧性。运动时，软骨可以迫使水流出，使自身变得更加柔韧。当跑步者休息时，软骨吸收水分，从而再次提供强大的抗压缩性。
该团队已经进行了一些初步的生物相容性工作，证明新材料所使用的聚酰胺纳米纤维和聚乙烯醇不会影响到邻近的细胞，但是他们仍需要进一步的研究，看看Kevlar是否可以用作患者的软骨替代物长期植入患者体内。
电子显微镜下的合成软骨材料基质
研发团队已将题为《具有纳米纤维网络的非生物组织仿生复合材料》的研究成果发表在《Advanced Materials》期刊上。此举不仅获得了国家科学基金会的支持，而且还得到了国防部的额外资助，在申请专利保护的同时团队正在积极寻找合作伙伴以将技术更快推向市场。
本文转自公众号：CIMD，仅供参考。参考文献：Water-Rich Biomimetic Composites with Abiotic Self-Organizing Nanofiber Network