环保型纳米纤维纤维素基质具有从纺织品到医疗器械的多种应用

纤维素是植物的主要骨架和主要的天然结构单元，高效利用纤维素可以解决各行各业中与石油基聚合物相关的许多问题。在寻找纤维素更可持续的用途的过程中，立陶宛科学家开发了一种纳米纤维状纤维素基质的生产方法，这种方法有可能取代不可再生的工业材料，甚至在生物医学应用中也是如此。

由合成石油基材料制成的纺织品、服装、玩具和运动器材在其整个生命周期(从生产到废物管理)中都会对环境产生重大负面影响。

科学家认为，有必要用环保材料替代石油基材料，并向消费者证明，使用多年的产品可以在保持其有效性的同时被替换。考纳斯理工大学 (KTU) 博士生、新型环保纤维素纳米纤维的创造者之一 Ingrida Pauliukaitytė 表示，这项发明是朝着更可持续的行业迈出的一步。

独特的生产方法

纤维素是地球上最丰富、分布最广泛的天然多糖，常见于植物细胞壁、藻类或由某些细菌合成。

这位发明家说：“我选择纤维素作为研究对象，是因为它的天然来源和良好的特性：生物相容性和可降解性、化学菌株多样、应用范围广泛。”

该发明采用湿式电纺丝法开发，将纤维素溶解在特殊溶剂——离子液体中，然后将溶液转化为纤维。

韩国技术大学化学技术学院 (CTF) 的博士生说道：“这种方法可以创建具有独特凝胶状结构的纤维素基质，类似于细菌自然合成的纤维素纤维。”

这种生产纤维素的方法由于其环保性而在市场上具有优势。特别是由于使用“绿色溶剂”，所采用的溶解方法更加环保。

此外，该生产工艺的原料可以是原始纤维素或纤维素废料。根据材料的纯度，所得纤维可用于不同的产品。回收的纤维素可用于生产新的聚合物复合材料产品，如玩具、运动器材、家居用品。如果原料是纯植物纤维素，生物医学应用具有巨大的潜力，这种类型的纳米纤维结构具有独特的生物相容性。

显著促进癌症研究

Pauliukaitytė 解释道：“我们的发明——纳米纤维纤维素基质——就像一个支架，一种帮助细胞分裂和生长的结构支撑。”

Pauliukaitytė 提到的生物相容性在组织工程中非常重要，它可以防止生物体对用于细胞繁殖的材料(而不是生物体自然合成的材料)产生免疫反应。

Pauliukaitytė 表示：“此外，纤维素具有非常良好的机械性能，因此所开发的纤维非常坚固，可以承受细胞增殖时产生的高应力。由于纤维素吸收水分，因此在伤口愈合中使用纤维素纤维可以控制愈合过程中产生的水分量。”

到目前为止，纤维素在组织工程中的适用性已在软骨、骨骼和血管结构的重建中得到测试。然而，鉴于纤维素的生物相容性、结构和保湿特性，这种聚合物在再生医学(旨在刺激人体的自然恢复机制并恢复失去的生物功能)和器官生长方面具有巨大应用潜力。

此外，所开发的纤维素纳米纤维不仅具有生物相容性、环境友好性，而且还有可能形成三维(3D)细胞模型，更好地反映自然环境中的细胞行为。

Pauliukaitytė 说：“这是一个显著的优势，特别是在组织工程和癌症研究中，因为 3D 培养可以进行更精确的实验，并更好地了解细胞生长和相互作用。”

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