鱗片是從穿山甲到魚類等動物的首選的表皮結(jié)構(gòu)：鱗片有良好的適應(yīng)性，可防水，堅(jiān)固而且靈活，損壞時易于修復(fù)。
由此，科學(xué)家們提出了一種設(shè)想，將這種鱗狀結(jié)構(gòu)用于醫(yī)用柔性電子產(chǎn)品植入骨骼上。但有一點(diǎn)，采用無機(jī)材料做這種鱗狀物是非常困難的。然而，最近芝加哥大學(xué)的研究人員已經(jīng)提出了一種新的觀念，即使用一種天然礦物方解石來結(jié)晶附著在軟質(zhì)材料上形成鱗片狀結(jié)構(gòu)。終有一日，這種結(jié)構(gòu)可用于骨內(nèi)植電子設(shè)備來強(qiáng)化骨骼和關(guān)節(jié)。
目前外科手術(shù)所采用的材料都是高分子聚合物，這種材料易于成型，但是更會隨著時間的推移而降解。所以，Uchicago（芝加哥大學(xué)）團(tuán)隊(duì)首次嘗試使用與身體兼容的兩種材料來成型。
硅膠是一種非常實(shí)用的橡膠材料，由于不會與人體組織發(fā)生排斥反應(yīng)，硅膠常用于外科植入物。 而方解石是非常常見硬質(zhì)礦物，蛤蜊和牡蠣的殼中都是由該礦物組成（脆性星、海星和古代三葉蟲等物種的眼部采用了這種礦物）。值得稱贊的是，田伯芝教授的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室最耀眼的成果就是在分子水平上結(jié)合了這兩種材料。
去年秋天，在“Nature Communications”雜志上發(fā)表的一篇論文中，Tian和他的合作者設(shè)計(jì)了一種由方解石制成的小型雙端鉤子系統(tǒng)，它可以從硅膠“生長”到人體組織中，固定到位。
Tian說：“單獨(dú)使用硅膠不能固定組織成分，而僅僅采用方解石又太硬，如果能同時采用兩者，將能構(gòu)造出一種既靈便強(qiáng)度又夠高的結(jié)構(gòu)，效果非常好。”
這種微小的鱗狀結(jié)構(gòu)，形狀像啞鈴，尺寸大小接近于紅血球。鱗狀物一端嵌入硅膠中，另一個突出在表面之上。 該小組嘗試著在鱗狀結(jié)構(gòu)上鋪上一塊的組織來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后形似啞鈴的鱗狀物從細(xì)胞中提取鈣并長成組織，固定就位。
這種內(nèi)植生長組織的一個非常好的優(yōu)點(diǎn)是，這種特殊的“鉤子”只能形成在特定的地方。本文第一作者Jaeseok Yi博士后指出：“這種方法對于生物組織連接特別有用，在這種粘合過程中，你只需要非常謹(jǐn)慎地涂抹粘合劑，以防止對身體產(chǎn)生不必要的排斥。
這項(xiàng)研究使用了第三代同步輻射光源和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室納米材料中心的X射線衍射儀和其他的設(shè)備。
Uchicago團(tuán)隊(duì)的其他合作者主要是是袁文江和Ivo Peters以及一些來自美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，英國南安普頓大學(xué)和韓國漢陽大學(xué)的一些學(xué)者。
原文來自science daily，原文題目為Tiny scales could serve as safe material inimplants to reinforce bones and joints
化學(xué)慧納米材料系列產(chǎn)品
