代替鋼筋水泥建造城市，人造骨用處多投入使用需等待

文/東方亦落

據英國《每日郵報》報道，像倫敦這樣的國際大都市人口不斷增長，需要尋找一種方式應對人口增長問題並控制碳排放。城區空間急劇下降，需要用可持續發展的原材料建造更高的建築用於人口的安置。而最為理想的新型材料，就是人造骨。

英國劍橋大學工程系的Michelle Oyen在實驗室中用蛋殼和人造骨頭建造了可用於建築材料的樣本。其中的礦物質可以提供硬度，而蛋白質能夠預防骨折。甚至當骨頭受到損傷時，還具有自愈能力，這種能力正是工程師們需要的強大功能。

人造骨除了建築之外，還在醫療等其他重要領域具有廣泛的用途。不過，短期之內，人造骨還是無法實現大規模的投入使用。

一、人造骨形式多樣優勢突出，可有效緩解人口問題

人造骨是一種具有生物功能的新型無機非金屬材料，它類似於人骨和天然牙的性質的結構。人造骨可以依靠從人體體液補充某些離子形成新骨，可在骨骼接合界面發生分解、吸收、析出等反應，實現骨骼牢固結合。

人造骨的特性，使得它在建築、醫學等多個方面能夠發揮廣泛的用途。

隨著越來越多的人進入城市，世界各地對於碳排放的限制也越來越嚴格。相關部門鼓勵開發商研發更加環保的方式擴建城市，因此企業在環保和技術方面的投資力度也不斷攀升。

正是由於這種趨勢，傳統的鋼筋水泥逐漸不能滿足新的需求。據測算，鋼筋水泥的碳排放佔全球排放總量的10%，對於全球變暖起到了極大的推助作用。此外，鋼筋水泥在到達建築工地之前，需要經過高溫處理，這一過程會消耗很多的能源。

由此可見，鋼筋混凝土的生產過程已然成為了碳排放重災區。目前，沒有針對此問題的明確的解決方案。為了尋求解決辦法，研究人員嘗試用新的材料替代鋼筋混凝土。從仿生學的角度來看，人造骨是一種較為理想的材料。

劍橋大學正致力於此項研究。Oyen 博士和她的研究團隊發現，如果將以膠原蛋白為原料製造的骨頭與蛋殼進行混合，會得到一種attice-type structure（晶格型結構），該結構優於單純的人造骨或蛋殼。

之所以在研究中加入蛋殼，是因為從蛋殼的承受力和厚度來看，它是非常堅固的。人體骨骼之所以堅硬的原因是其中含有等量的蛋白質和礦物質，雖然生產更為高效的鋼筋水泥也不失為一種好的方式，但是使用自然資源則更為高效和環保。在正常的室溫下，人造骨和蛋殼也可以利用動物界中被大量拋棄的膠原蛋白加以製造。

Oyen認為：「我們所有現存的建築標準都是以鋼筋水泥為準設計的，使用全新材料建築意味著對整個行業進行完全反思」。除了人造骨頭之外，Oyen團隊還嘗試著利用合成蛋白和高分子聚合物替代天然的膠原蛋白，這有利於新型材料的大規模生產和強度的進一步提升。

人造骨作為建築原材料，確實有鋼筋水泥等傳統材料所不能媲美的優點。能源消耗大幅下降，減少碳排放量，堅硬並且有自愈功能，這對建築行業來說都是材料中的上佳之選。

由此看來，人造骨能夠作為建築方面的新材料，有效應對人口激增的問題。除了能夠作為建築材料，人造骨在醫學方面也有重大的用途。不過，由於某些方面尚未成熟，人造骨短期之內還暫不能實現大規模的投入使用。

二、人造骨發揮重要作用，投入使用需等待但潛力巨大

對於每一個人來說，每天都處在運動之中，我們身體的每一個部分都受骨骼的支配。我們的骨骼稍微出了點毛病，也會讓我們的日常生活增添很大的麻煩。牙齒鬆動，會影響進食；骨骼受傷，會影響運動。

在科技迅速發展的今天，汽車等現代化的交通工具早已融入我們的生活，為我們的出行帶來極大的便利。然而，車禍也成為了一個日益嚴重的問題。許多健康的人都會面臨著傷筋動骨甚至截肢的危險，不僅給人們造成身體上的傷害，在精神上還會有更大的損失。

人造骨骼的出現，為這種傷害提供了一個緩解的可能性。

近年來，人造骨骼技術發展的越來越好。2004年，瑞士科學家開發出了一種可溶解人造骨。瑞士聯邦綜合理工大學的科學家發現，某些聚合物及陶瓷材料構成的新型複合材料便於人體吸收，於是就以此為原材料研製出一種可模仿斷裂骨骼的人造骨。

這種人造骨上的毛孔能夠使骨質細胞交織在一起，並逐漸生長為成熟的骨頭。最終，人造骨會隨骨質細胞的豐滿自行溶解。

俄羅斯的專家們也挑選了能夠在生物體內緩慢降解的丙烯酸酯、聚交酯等材料，製成預先設計好的人造骨外殼，之後用化學方法將材料填充進去，使其與骨骼組織更好地相融並結合成整體。

參加此項研究的專家尼古拉耶芙娜表示，團隊已經對兔子和老鼠進行了實驗。結果表明，人造骨能夠與動物的骨組織破損處順利地融合在一起，並且尚未發現副作用。

除了上述種類之外，還有海草人造骨、玻璃人造骨等多種類型的人造骨。他們對於緩解甚至修復骨骼殘缺的人群的傷痛起到了非常重要的作用，為這方面的治療提供了一個新的可能。

此外，人造骨對整形也有很好的效果。隨著人們觀念的改變，整形也逐漸為人們所接受。然而，一些整形所用的材料很可能不為人體接受最終造成整形失敗，而人造骨能夠插入面部、頸部等皮下軟組織內並能夠與之融合。臨床數據表明，人造骨使人們的皮膚更加飽滿，皺紋消失，看上去充滿活力。

不過，人造骨也存在著造價高，技術未成熟等問題。骨頭和蛋殼建造的房子人們暫時住不上，用於醫療的人造骨也需要在動物身上先試驗5年。不過，這確實是一個值得期待的技術。骨骼的堅硬度能夠保證房屋的結實，有效抵抗自然災害，減少「豆腐渣」工程。房屋損壞能夠自愈，應該是一種非常奇妙的體驗。在醫學上，人造骨也能為許多身體殘缺的患者帶來更多的福音。因此，人造骨骼的潛力仍是巨大的，只是短期之內尚不能大規模投入使用。

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