強韌可注射水凝膠在傷口止血、硬組織修復及傷口護理等諸多生物醫(yī)用領域有著廣闊的臨床應用前景?勺⑸湫钥蓸O大地減少手術創(chuàng)口,從而降低感染風險,而強韌特性可幫助凝膠在創(chuàng)口處保持完整性與功能性。然而,凝膠的可注射性與強度之間存在著矛盾:可注射凝膠往往強度不足,而高強度凝膠又通常難以注射。構建強韌可注射凝膠存在重大挑戰(zhàn)。
近期,天津大學材料學院原續(xù)波、侯信和趙瑾團隊提出了一種“預制凝膠逆轉(zhuǎn)”構想(圖1A,B),通過中間態(tài)單元的結構連續(xù)繼承策略,將不可注射的高強度預制凝膠逆轉(zhuǎn)為強韌可注射凝膠。與當前主要通過高分子鏈為構筑單元合成可注射凝膠的策略不同,“預制凝膠逆轉(zhuǎn)”構想利用結構繼承微凝膠(SIMs)為基本構造單元。該構想通過物理拆解不可注射的高強度預制凝膠獲得可注射的SIMs,隨后以氫鍵為驅(qū)動力,將SIMs整合為新的凝膠(gSIM)。這種物理拆解與整合過程在實現(xiàn)注射性的同時,將預制凝膠的優(yōu)異交聯(lián)結構進行連續(xù)傳遞(預制凝膠-SIMs-gSIM),賦予了gSIM強韌特性,從而構造出兼具注射性和強度的凝膠。此類凝膠可通過最小為25G型號的針頭注射,并且表現(xiàn)出兆帕級別的壓縮強度及萬帕級別的儲能模量,在蛋白類藥物遞送及傷口止血等領域有著潛在的應用前景。
圖1 預制凝膠逆轉(zhuǎn)構想
該工作以“An Intermediate Unit-Mediated, Continuous Structural Inheritance Strategy for the Dilemma between Injectability and Robustness of Hydrogels”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上(Adv. Funct. Mater. 2021, 2110617)。文章的第一作者是天津大學博士生李思迪,現(xiàn)就職于煙臺大學化學化工學院。主要實驗工作由李思迪,研究生于佳琪,張熳,本科生馬振宇等完成。趙瑾副教授為該文通訊作者。該研究得到國家自然科學基金委的支持。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202110617
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