大陸發表奈米仿生骨

　　浙江大學化學系教授唐睿康近日研製出一種新型材料，它的強度、韌度都接近天然骨骼，實現在奈米尺度上類骨結構的「仿生骨」。相關成果發表在材料學頂尖刊物《Advanced Materials》上。骨骼之所以能成為理想的生物體支架，是因為同時具備硬度和彈性。從電子顯微鏡下觀察，骨骼有一套非常精巧的結構。一束束的有機膠原蛋白基質中鑲嵌著一層層無機羥基磷灰石（HAP）晶體，這種多層複合的結構讓骨骼兼具硬度和抗彎能力。

　　「骨骼中的HAP晶體是目前已知生物材料中最薄的晶體，厚度僅為1至2奈米左右，無法通過常規實驗獲得。」唐睿康說，要造出仿生骨，最大的挑戰是能否在如此微小的尺度下模擬出這種有機—無機複合結構。

研究成員在表面活性劑修飾的蛋白質溶液中先後加入鈣離子和磷酸鹽，形成了白色的懸濁液。這些懸濁物在電子顯微鏡下觀察，具有奈米晶體特徵，但又不同於傳統晶體，是由30層左右的蛋白質和HAP有序複合而成。有機層仿佛房子的鋼筋骨架，而HAP就如磚瓦。

唐睿康說，實驗結果顯示，每個磷酸鈣層構成了完整的HAP晶體薄片，且厚度僅為2奈米，有機層厚度也僅為1奈米，它們將相鄰無機層緊密連接，並保持一定的取向。

在外力衝擊下，仿生骨能夠在保持晶體結構完整性的前提下，有一定程度的彎曲；當外力消失，又像橡皮般回復原狀，未見任何損傷。

據測算，由HAP為主的新材料，彈性遠高於傳統HAP，甚至超過普通生物骨的彈性。唐睿康說。目前實驗室還能透過改變仿生骨的成分，調節晶體的形狀和尺寸。