工程生物材料 (ELM) 是一类新型材料,旨在合成 21 和/或由生物体填充。ELM 有可能降低材料制造中的能源成本,并提供包括自修复和 23 传感在内的新型材料功能。然而,材料制造的能源成本主要来自用于建筑和机器的刚性材料的生产 24。为了大幅减少碳排放,25 ELM 必须能够替代其中一些刚性材料。然而,由活细胞合成的天然材料不够坚硬,无法替代大多数刚性工程材料 27。此外,目前最坚硬的 ELM 中的细胞活力还不足以实现这些材料的潜在可持续性优势。对刚性 ELM 的需求将需要新的方法来增强驻留细胞活力和/或将活细胞与刚性支架相结合 30。在天然材料中,骨骼是一种罕见的刚性材料 31,它由能够保持多年活力的细胞合成和功能化。骨骼有望为克服挑战提供宝贵的经验,以实现用于承重目的的 ELM 所需的活力和 33 机械性能。34
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