在体内,液晶弹性体纳米复合物的光热重构
Nathaniel P Skillin1,2,3, Bruce E Kirkpatrick1,2,3, Nicole E Friend1,2
1Department of Chemical and Biological Engineering, University of Colorado Boulder, Boulder, CO 80303, USA.
Cell biomaterials
|March 27, 2025
概括
研究人员开发了用于动态医疗植入物的新型液晶弹性体-金纳米基 (LCE-AuNR) 纳米复合材料. 这些生物相容材料在暴露于近红外光时显示可控制的形状变化,为植入式设备提供了新的可能性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 医疗设备工程 医疗设备工程
背景情况:
- 固定几何医学植入物由于生理动态而面临限制.
- 响应刺激的材料,如液晶弹性体 (LCE),为按需的形状变化提供了潜力.
- 为可重新配置的医疗设备开发先进的材料对于克服生理限制至关重要.
研究的目的:
- 设计和评估LCE-金纳米 (LCE-AuNR) 纳米复合材料的生物性能,用于光学重新配置的医疗器械.
- 为了优化3D打印LCE-AuNR在生理学上相关的温度范围内 (37°C-50°C) 的性能.
- 评估LCE-AuNR纳米复合材料的in vivo生物相容性和光热启动.
主要方法:
- 制造3D打印的LCE-AuNR纳米复合材料.
- 在37°C-50°C范围内优化应变反应和力输出.
- 在小鼠体内进行皮下植入,以评估细胞兼容性和异物反应.
- 通过皮肤近红外 (NIR) 辐射诱导光热激活in vivo.
- 组织学分析以评估组织对启动的反应.
主要成果:
- 在目标温度范围内,LCE-AuNR纳米复合材料表现出最大化的应变反应和力输出.
- 这些材料表现出细胞兼容性和异体反应,与医疗级相美.
- 在体内,NIR辐射诱导了快速,可逆的光热激活,而不会引起相邻组织病理.
结论:
- LCE-AuNR纳米复合材料具有生物相容性,并且能够在体内进行可控,可逆光热启动.
- 这项技术使得能够开发出能够适应生理条件的动态医疗植入物.
- 这些发现为设计用于各种临床应用的先进,可重新配置的医疗设备开辟了新的途径.
