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南科大劉吉團隊 Adv. Mater. 綜述:基于水凝膠纖維的生物界面
2024-11-25  來源:高分子科技

  纖維獨特的一維結構賦予其諸多優異特性,包括高長徑比、小型化尺寸、輕質以及靈活性,使其在健康監測、疾病治療和微創手術等生物醫學領域具有廣泛的應用潛力。然而,傳統纖維器件通常由剛性、干燥且缺乏生物活性的材料制成,這與生物組織的柔軟性、濕潤性及生物相容性存在顯著差異,從而對其與生物系統實現長期、可靠且無縫的界面提出了巨大挑戰。鑒于水凝膠纖維在機械性能、化學特性和生物學特性方面與生物組織的高度相似性,以及其獨特的纖維形態,近年來,水凝膠纖維被認為是一種極具前景的候選材料。


  基于此,南方科技大學劉吉團隊20241122在《Advanced Materials》上發表綜述文章《Hydrogel Fibers-Based Biointerfacing》,綜述了近年來基于水凝膠纖維的生物界面技術的研究進展。


  該綜述概述了功能性水凝膠纖維的制備方法、設計原理及其在生物醫學領域的應用前景。首先介紹了水凝膠纖維常用的制造方法,如模板法、浸涂法、濕法紡絲、擠出式打印、拉伸紡絲和微流體紡絲技術等典型制造策略,并重點總結了水凝膠纖維在導光、導電、熱響應、磁驅動和超聲響應等功能設計策略,歸納提出了發展功能水凝膠纖維存在的挑戰。同時,該綜述探討了其在生物醫學光傳導、電生理記錄與干預、生物傳感和軟體致動器等領域的應用,分析了下一代植入式水凝膠纖維設備在生物安全性、長期可靠性、多模式集成及制造方面的挑戰與發展方向,并展望其在閉環治療平臺中的潛力,助力構建與生物組織復雜且無縫的界面,為生物電子學和生物醫學工程領域帶來突破性變革。


生物界面用水凝膠纖維。功能性水凝膠纖維的特征示意圖(如,導光,導電,熱響應性,磁響應性和超聲波響應性)用于各種生物界面應用(如,光傳導,可植入電極,導絲和超聲治療)


  論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413476 


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  劉吉副教授及團隊簡介:劉吉博士于20199月加入南方科技大學獨立建組,任博士生導師。主要研究領域為軟材料的極限性能設計、仿生軟材料、界面粘合、軟材料3D打印以及功能軟材料在組織工程上的應用等。近年來,在Science AdvancesNature CommunicationsPNASAdvanced MaterialsAdvanced Functional Materials等期刊上發表文章50余篇。先后獲得四青人才(2020)、《麻省理工科技評論》中國區 “35歲以下科技創新35人” (2020)、珠江人才引進高層次人才青年項目(2020)、深圳市海外高層次人才(2020)、日本高分子協會青年學者獎(2017)、瑪麗居里學者(2015)等榮譽。課題組更多信息請看:http://faculty.sustech.edu.cn/liuj9/ 
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(責任編輯:xu)
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