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，采用無機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)）團隊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)實驗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行實驗，然后形似啞鈴的鱗狀物從細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，你只需要非常謹慎地涂抹粘合劑，以防止對身體產(chǎn)生不必要的排斥。
這項研究使用了第三代同步輻射光源和阿貢國家實驗室納米材料中心的X射線衍射儀和其他的設(shè)備。
Uchicago團隊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驗室、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
