新型材料让人工心脏更耐用！

新型材料让人工心脏更耐用！

引用

中国科学院

等

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来源

1.

http://www.lzb.cas.cn/kyjz/202209/t20220921_6515750.html

2.

http://www.imr.cas.cn/yjtd/zxteam/kyjz_zx/201712/t20171206_4907550.html

3.

https://github.com/hevz/yong-mmb/blob/master/assets/mb/zhengma6.6.txt

4.

https://github.com/GongMu/rime-zhengma/blob/master/%E7%A0%81%E8%A1%A8/%E4%B8%AD%E6%98%93%E5%85%AC%E5%8F%B8%E9%83%91%E7%A0%816.6.txt

5.

https://kjj.ningbo.gov.cn/art/2024/12/17/art_1229731601_58962208.html

6.

https://faet.fudan.edu.cn/b1/e2/c23814a504290/page.htm

7.

https://www.engineering.org.cn/engi/CN/10.1016/j.eng.2021.08.011

8.

http://www.news.cn/politics/2023-01/18/c_1129294925.htm

人工心脏技术的发展一直受到材料科学的限制。传统的人工心脏材料普遍存在耐用性不足、易钙化、生物相容性差等问题，严重制约了其临床应用效果。然而，近年来，随着新材料技术的突破，这些问题正在逐步得到解决。其中，最引人注目的是高密度氢键增强聚氨酯（PSCU）的研究进展。

中国科学院兰州化学物理研究所的研究团队通过创新的分子设计，成功开发出一种具有超高强度和韧性的聚氨酯材料。这种材料通过引入含有四重氢键的2-脲基-4-嘧啶酮（UPy）基序，并与锌离子进行配位，形成了独特的超分子结构。

实验结果显示，这种新材料具有惊人的机械性能：拉伸强度高达14.15 MPa，韧性达到47.57 MJ m-3，杨氏模量更是高达146.92 MPa。这些性能指标远超过此前报道的室温自愈材料。

更值得一提的是，这种材料还具有出色的自愈能力和形状记忆特性。其内部的分级氢键和金属-配体配位键能够在拉伸过程中动态解离和重组，不仅实现了能量耗散，还保持了材料的结构完整性。这种特性对于人工心脏材料来说尤为重要，因为它能够显著提高材料的抗疲劳性能，延长使用寿命。

除了高密度氢键增强聚氨酯，其他类型的新型材料也在人工心脏领域展现出广阔的应用前景。

波兰一家研究机构正在开发一种新型复合材料解决方案，该方案结合了金属框架与聚合物护套，旨在提高人工心室支持效果，并为儿科患者提供更合适的血泵解决方案。

中国科学院金属研究所则研发了一种基于PEG水凝胶与蛋白质纤维的复合材料。这种材料不仅具有与人体原生瓣膜组织相近的力学性能，还具有良好的生物相容性，能够有效防御钙离子沉积和酶分子攻击。实验室制备的人工心脏瓣膜流体力学合格率高达90%以上，显示出优异的临床应用潜力。

复旦大学团队则在聚合物材料领域取得了多项重要成果。他们开发了基于ePTFE、蚕丝涤纶混合编织等聚合物材料的瓣膜，解决了传统生物瓣膜钙化、血栓等问题。这些新材料具有加工方便、成本低、生物相容性好等特点，为人工心脏瓣膜的广泛应用开辟了新的途径。

新材料技术的突破正在为人工心脏领域带来革命性的变化。高密度氢键增强聚氨酯等新型材料的出现，不仅解决了传统材料的局限性，还为人工心脏的长期植入提供了可能。随着研究的深入和技术的成熟，我们有理由相信，未来的人工心脏将更加耐用、安全，能够为更多患者带来福音。