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用領域有著廣闊的臨床應用前景。可注射性可極大地減少手術創口,從而降低感染風險,而強韌特性可幫助凝膠在創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。
近期,天津大學材料學院原續波、侯信和趙瑾團隊提出了一種“預制凝膠逆轉”構想(圖1A,B),通過中間態單元的結構連續繼承策略,將不可注射的高強度預制凝膠逆轉為強韌可注射凝膠。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”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注射性的同時,將預制凝膠的優異交聯結構進行連續傳遞(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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