ng电子游戏新闻网讯(通讯员陈永明)动态交联水凝胶在结构上与人体组织类似,,具有优异的自愈合性能和粘弹性,,作为一种仿生质料,,在医学领域具有极其诱人的应用远景。。。ng电子游戏质料科学与工程学院陈永明教授与相助者在国际上最早提出了用酰腙动态共价键构建自修复性能优异的聚合物交联网络凝胶(Macromolecules 2010, 43, 1191-1194),,该动态共价键系统已经成为国际自修复领域的代表之一。。。近年来,,该团队开展了一系列的动态共价键和物理作用双交联水凝胶,,并拓展到医学领域应用。。。
一般来说具有粘弹性的水凝胶不可被重塑,,撤去外力后迅速恢复到原来形状。。。研究团队证实晰具有差别松懈标准的双重可逆交联网络可用于开发一种可重塑的水凝胶质料。。。在低温(<10℃)下,,外貌富含伯胺的氧化硅纳米点(约2 nm)和醛基修饰的F127可通过席夫碱键形成化学交联水凝胶,,该作用强,,体现出慢松懈性能;提高温度(>15℃)可使F127疏水段形成物理交联,,该作用弱,,体现为快松懈。。。这种结构特征赋予该水凝胶的高拉伸性和自愈合性。。。有趣的是,,这种透明水凝胶在撤出指压时,,可在一段时间内坚持指纹细腻的三维纹路,,这可以用于收罗指纹的数字信息。。。该事情以题为“?Fingerprintable Hydrogel from Dual Reversible Cross-Linking Networks with Different Relaxation Times”揭晓在 ACS Applied Materials & Interfaces(?2019, 11, 17925),,论文链接:::https://doi.org/10.1021/acsami.9b06754。。。

图1 (A)温度敏感的动态化学与物理双网络凝胶结构示意;(B)25℃时水凝胶的储能模量和消耗模量;(C)温度转变对水凝胶储能模量和消耗模量的影响;(D)指纹三维纹路可滞留在水凝胶外貌。。。
团队使用了动态共价交联和自组装物理交联的优点构建了智能双网络水凝胶,,应用于烧伤护理敷料方面。。�;邗k滦奘蔚耐该髦仕岷投嘶郊兹┬奘蔚腜luronic F127之间形成动态酰腙键,,而F127可在温顺温度(>25°C)形成疏水物理交联。。。物理交联可为水凝胶孝顺剪切变薄、、温敏性和能量耗散的性子,,动态化学和物理双交联可提供优异的粘弹性和自愈合(图2)。。。深度局部烧伤治疗效果批注,,该水凝胶具有优异的渗透物吸收和优异的细胞相容性,,可增进大鼠皮肤烧伤创面愈合。。。值得注重的是,,此水凝胶通过游离的醛基可与组织上的氨基化学连系体现出组织粘合性,,可望解决通例水凝胶敷料易从心理组织脱落的难题。。。该质料有望作为一种新型多功效水凝胶基烧伤皮肤敷料。。。该事情以题为“A Hydrogel Crosslinked with Dynamic Covalent Bonding and Micellization for Promoting Burn Wound Healing”揭晓在 ACS Applied Materials & Interfaces(?2018, 10, 25194),,论文链接:::https://doi.org/10.1021/acsami.8b08165。。。

图2 动态交联水凝胶的物化性能表征。。。(A-C) 流变学测试效果;(D) 自愈合性能的宏观评价历程。。。
通过对优良生物相容性的透明质酸和PF127举行化学修饰,,团队通过动态肟键和疏水作用协同构建了新的动态双交联水凝胶。。。该质料具有温度敏感性,,在心理温度下机械性能得以进一步增强。。。该水凝胶具有优异的血液相容性、、抗细胞附着性和细胞相容性(图3)。。。归罪于动态游离的醛基和透明质酸上的羧基,,可与组织卵白上的氨基动态连系,,水凝胶能牢靠地粘附在大鼠侧壁肠缺损模子受损组织外貌,,作为物理屏障起到了防腹腔组织粘连的效果,,可望成为很有应用远景的临床术后抗粘连质料。。。本项事情以题为“Dual dynamic crosslinked thermosensitive hydrogel with self-fixable property as a postoperative anti-adhesion barrier”揭晓在Acta Biomaterialia (2020, 110, 119-128),,论文链接:::https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.04.034。。。

图3 具有组织黏附性的双交联水凝胶,,可作为物理屏障起到防腹腔组织粘连作用。。。
克日,,团队进一步接纳葡萄多糖和F127建出一种基于动态肟键和疏水相互作用的双动态交联水凝胶,,作为3D打印自固化水凝胶墨水。。。这种水凝胶墨水具有优异的温度敏感性,,在低温下仅以轻度动态肟键交联,,能够直接挤出成型;在被打印到心理温度情形时,,凝胶组分形成疏水相互作用二次交联,,从而增大凝胶强度和提高打印支架的稳固性。。。解决了当宿世物3D打印水凝胶墨水往往需要紫外光交联、、二次离子交联等辅助手段,,及其面临小分子试剂剩余等问题。。。双动态交联作用使水凝胶具有优异的自愈合能力,,有助于在打印历程中结构间的融合。。。该水凝胶具有优异的力学韧性,,如拉伸、、压缩和恢复性能。。。经丝素卵白包被后,,该载体具有优异的细胞相容性并增进细胞增殖,,包括HaCaT细胞、、NHDF和HUVEC等皮肤细胞在整个结构中呈现铺展形态。。。该3D打印支架可作为皮肤再生或其他组织细胞治疗的支架质料。。。相关论文以题为“Direct 3D printing of thermosensitive AOP127-oxidized dextran hydrogel with dual dynamic crosslinking and high toughness” 揭晓在Carbohydrate Polymers(2022, 291, 119616),,论文链接:::https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119616。。。

图4 温度敏感水凝胶直接挤压式3D打印示意图。。。(A)低温(16℃)下水凝胶中动态肟键交联示意图;(B)3D打印历程及在心理温度(37℃)下疏水相互作用二次交联;(C)3D打印支架的韧性;(D)细胞在3D打印支架中的三维漫衍。。。