双曲晶格超材料

冲击转应变

一种仿生昆虫鞘翅的双曲型晶格,压缩时产生扭转,把冲击能量转化为高应变弹性变形,为组织工程支架提供可调的力学刺激。

Chen, Jia · Qingqing, Sun · 侯玉亮 · Liu, Shuaibing · 孟亮 · 李小盟 · Chen, Guoping · 王江林 · Chen, Jia

Advanced Materials 2025

技术优势

冲击能量转化为应变能

压缩-扭转耦合使晶格将动态载荷高效转化为应变能,实现高应变弹性变形,从而缓冲冲击。

力学性能匹配关节组织

双曲晶格与经典网状框架结合并填充GelMA水凝胶,使支架的力学性能与关节组织高度匹配,为细胞提供合适的力学微环境。

分区调控干细胞分化

在动态力学培养下,双曲区的高应变弹性变形促进干细胞成软骨分化,而刚性网状区变形小,促进成骨分化,实现空间上的差异调控。

体内修复效果显著

在兔骨软骨缺损模型中,双曲减震支架通过NF-κB和钙信号通路显著增强软骨和软骨下骨的一体化修复。

应用场景