点“丝”成金！蚕丝蛋白变身高端医疗器械、硬盘存储，锁住生命与记忆( 三 ) 作为中国古代文明的一个重要象征

得益于蚕丝蛋白所具备的易于成膜、兼容大部分微纳加工工艺等特性，结合高精度近场快速读写手段，我国科研人员实现了基于蚕丝蛋白的高容量生物存储技术，研制出了“蚕丝硬盘”——通过纳米针尖将红外光聚焦，在纳米尺度下对蚕丝蛋白进行改性，从而达到信息存储和读取的目的。
蚕丝硬盘作为一种高容量、高可靠性的新型存储技术，不仅可以像普通半导体硬盘那样存储数字信息，还可为活性生物信息储存提供一个功能强大的平台。新近问世的蚕丝硬盘即可同时存储人体DNA和血液样本。
此外，蚕丝硬盘还能按照预设的时序进行可控销毁，从而用于信息保密。目前，科研人员已用这种技术实现了图像和音频文件准确记录、存储和读取的原理验证。未来，通过对蚕丝硬盘存储容量和读写速率的不断优化改进，该技术有望成为下一代高容量、高可靠性的信息存储技术。现在可以想象的应用场景包括：永不丢失的生命铭牌、可控寿命的时间胶囊、外太空等极端条件下的信息保存，以及数字信息和生命信息的复制等。
古丝新用
蚕丝蛋白人工硬脑膜
脑膜是人体颅骨和脑组织之间的一道重要屏障，它最主要功能是保护脑组织。当脑膜受损时，会引起脑脊液漏、脑膨出、颅内感染、癫痫等并发症，必须对破损的脑膜进行修补。
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脑组织示意图蚕丝蛋白人工硬脑膜示意图
蚕丝蛋白脑膜以天然蚕茧中提取的丝素蛋白为基础，通过脱胶、透析、离心、冻干、成型等工艺过程开发蚕丝蛋白薄膜材料，生产过程绿色无毒。其机械性能与人脑膜性能相当，可防止颅内压过大造成的人工硬脑膜破损。
此外，在蚕丝蛋白膜中，可搭载抗生素和生长因子等药物。当蚕丝蛋白膜植入体内后，这些药物将缓慢释放，起到化学抑菌，促进组织生长的作用。而且，科学家还通过半导体的软光刻技术，对脑膜表面形貌进行微图案特异性修饰，以预防与大脑神经组织黏连，并可促进蚕丝蛋白脑膜和自体脑膜组织修复生长的功能。
除此之外，人工脑膜上微米级别的微图案修饰可以抑制细菌在脑膜表面的生长，降低了细菌感染的风险。更重要的是与现有不透明人工脑膜相比，蚕丝蛋白脑膜的透明特性，可以让医生在手术中随时观察脑膜下脑组织情况，为手术提供了极大的便利。
蚕丝蛋白骨科骨钉
在生物医用材料中，植入式医疗器械中的人工骨固定产品具有极大的市场和临床需求，全球人工骨固定产品市场总销售额估计在300亿美元以上。
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蚕丝蛋白骨科骨钉植入后CT成像
蚕丝蛋白作为骨科内固定材料主要具有几个优势：1、具有骨传导性，修复骨缺损的速度较快，相对基于聚乳酸或者钛合金的同类产品，适用于较大的骨质缺损，可以达到完全骨修复；2、相比聚乳酸，其机械强度足以作为承力部位的骨折内固定材料；3、生物降解速度可控。
【点“丝”成金！蚕丝蛋白变身高端医疗器械、硬盘存储，锁住生命与记忆】此外，研究成果表明，蚕丝蛋白材料与γ射线灭菌、核磁共振成像、X射线医学检测等现有医学手段具有完美的兼容性。这种基于天然生物蛋白的骨固定系统，弥补了现有金属类、生物陶瓷类以及化学合成聚合物类材料的缺陷，是未来人体植入医疗材料的发展方向，具有极大的市场潜力和实际临床应用价值。
蚕丝蛋白水凝胶
以蚕丝蛋白为原料制备的蚕丝蛋白水凝胶，既能保留天然细胞微环境的物质结构基础，又能很好地模拟细胞体内微环境，常用于三维细胞培养的细胞支架材料。