近(24)日，英國杜倫大學、約克大學和中國清華大學的化學家和工程師團隊，在《Chem》發表研究，開發了一種可以輕鬆修復低摩擦(low-friction)表面的技術。研究者認為，團隊發明的含糖聚合物塗料未來可用於修復人工關節植入物的磨損，例如延長人工髖關節的壽命。
 
雖然軟骨受損時，人體可以自然修復，但人造物的表面通常不容易被修復。研究團隊從軟骨潤滑關節的方式獲得了靈感。
 
研究團隊發現，如果他們創造的聚合物塗料在使用過程中被從表面擦掉，那麼其結構中的糖環可以使其輕易地重新附著。
 
軟骨會利用水形成光滑的表面，最大限度地減少磨損。以同樣的方式，新塗料會在表面形成一層水，使其變得滑溜溜的，在受到撞擊或摩擦時保護表面。
 
該聚合物塗料主要分成兩部分。其一，有一條帶有正負電荷的長分子鏈，以類似靜電的效果使其可以帶有一層水。其二，有一個糖環連接在分子鏈的一端，這個糖環透過與稱為金剛烷(adamantanes)的特定分子對接，能將自己固定在表面上。
 
研究團隊以金剛烷結構處理鈦金屬，並證明該聚合物塗料能被鈦金屬表面吸引，形成弱的、非永久性的鍵結。這是修復過程的關鍵。
 
研究作者之一、約克大學研究員Alyssa-Jennifer Avestro說：「如果我們的保護性塗層磨損了，由於其具有靶向性的分子辨識能力，因此不需要人為干預，其就會再次恢復。」
 
研究團隊認為，該塗料具有生物相容性，未來在醫療器材上的應用可期。此外，團隊也希望，此塗料能應用於減少機械系統中因摩擦而導致的浪費能量，提高機械系統的效率。
 
參考資料：https://bioengineer.org/sugar-could-help-repair-artificial-human-joints/
論文：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(21)00537-4
 
(編譯/劉馨香)