人造软骨的做出来，实用性就跟变魔法一样人造软骨非常柔韧但不易撕裂。软骨的无

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人造软骨非常柔韧但不易撕裂。

软骨的无与伦比的液体强度，大约百分之八十的水，能承受我们身体上最棘手的一些力量。

直到密歇根大学和江南大学的研究人员开发出“Kevlartilage”，合成材料才能与之匹敌。“我们知道，我们主要是由水 - 所有生命都是这样 - 而我们的身体却有很多的结构稳定性，”负责这项研究的约瑟夫B.和佛罗伦萨五世工程教授尼古拉斯·科托夫说。“了解软骨就是了解生命如何将有时难以想象的特性结合在一起。”

许多关节损伤的患者可以从软骨的良好替代品中受益，例如美国有85万名手术者在膝关节手术中取出或更换软骨。

虽然其他品种的合成软骨已经在进行临床试验，但是这些材料属于两个在软骨属性之间进行选择的营地，无法实现强度和含水量的不可能的组合。

科托夫说，模仿软骨物理性质的其他合成材料并不包含足够的水来运输细胞需要的营养物质。

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细胞在合成软骨基质中存活良好：绿色细胞活着，红细胞死亡。

同时，将水结合到长而柔软的分子网络中的水凝胶可以设计成具有足够的水来支持软骨细胞的生长，从而形成天然软骨。但是这些水凝胶不是特别强。它们在应变下撕裂了软骨可以处理的一小部分。

这种新型的Kevlar水凝胶通过将Kevlar的坚韧纳米纤维（最着名的用于制造防弹背心的“芳纶”纤维）与通常用于水凝胶软骨替代品的材料（称为聚乙烯醇或PVA）相结合，重新创造了软骨的魔力。

在自然软骨中，蛋白质和其他生物分子的网络通过抵抗其腔室中的水流而得到其强度。来自水的压力重新配置网络，使其变形而不中断。在这个过程中，水被释放出来，网络通过吸收水来恢复。

这种机制可以使高强度的关节（如膝盖）承受惩罚的力量。反复运行，将骨骼之间的软骨pounds起来，迫使水流出，使软骨更加柔韧。然后，当跑步者休息时，软骨吸收水分，从而再次提供强大的抗压缩性。

合成软骨具有相同的机理，在压力下释放水分，然后像海绵一样吸收水分而恢复。芳纶纳米纤维构建材料的框架，而当材料暴露于拉伸或压缩时，PVA捕集网络内的水。甚至92％水的材料的版本与软骨的强度相当，70％的版本实现了橡胶的弹性。

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合成软骨基质的电子显微镜图像。

由于芳族聚酰胺纳米纤维和聚乙烯醇不会伤害邻近的细胞，科托夫预计，这种合成软骨可能是适合某些情况下的植入物，如膝盖深处。他还想知道软骨细胞是否能够在合成网络内占据住所以产生杂交软骨。

但他的潜在应用不限于软骨。他怀疑，类似的网络，不同比例的芳纶纳米纤维，聚乙烯醇和水，可能能够站在其他软组织。

科托夫说：“我们身上有很多需要相同特性的膜，我想评估一下这个空间。” “我会和医生讨论急需的地方，以及这些物业的交汇点将使我们取得最好的进展和最大的影响。”科托夫是Biointerfaces研究所的成员，它为UM工程学院和医学院的研究人员提供了共享空间。他还是化学工程，材料科学与工程，高分子科学与工程教授。

这项最近发表在“ Advanced Materials ”上的研究题为“具有非生物自组织纳米纤维网络的富含水的仿生复合材料”。它得到了国家科学基金会的支持，并得到国防部的额外资助。该大学正在寻求专利保护和合作伙伴将技术推向市场。