强韧可注射水凝胶在伤口止血、硬组织修复及伤口护理等诸多生物医用领域有着广阔的临床应用前景。可注射性可极大地减少手术创口,从而降低感染风险,而强韧特性可帮助凝胶在创口处保持完整性与功能性。然而,凝胶的可注射性与强度之间存在着矛盾:可注射凝胶往往强度不足,而高强度凝胶又通常难以注射。构建强韧可注射凝胶存在重大挑战。
近期,天津大学材料学院原续波、侯信和赵瑾团队提出了一种“预制凝胶逆转”构想(图1A,B),通过中间态单元的结构连续继承策略,将不可注射的高强度预制凝胶逆转为强韧可注射凝胶。与当前主要通过高分子链为构筑单元合成可注射凝胶的策略不同,“预制凝胶逆转”构想利用结构继承微凝胶(SIMs)为基本构造单元。该构想通过物理拆解不可注射的高强度预制凝胶获得可注射的SIMs,随后以氢键为驱动力,将SIMs整合为新的凝胶(gSIM)。这种物理拆解与整合过程在实现注射性的同时,将预制凝胶的优异交联结构进行连续传递(预制凝胶-SIMs-gSIM),赋予了gSIM强韧特性,从而构造出兼具注射性和强度的凝胶。此类凝胶可通过最小为25G型号的针头注射,并且表现出兆帕级别的压缩强度及万帕级别的储能模量,在蛋白类药物递送及伤口止血等领域有着潜在的应用前景。
图1 预制凝胶逆转构想
该工作以“An Intermediate Unit-Mediated, Continuous Structural Inheritance Strategy for the Dilemma between Injectability and Robustness of Hydrogels”为题发表在《Advanced Functional Materials》上(Adv. Funct. Mater. 2021, 2110617)。文章的第一作者是天津大学博士生李思迪,现就职于烟台大学化学化工学院。主要实验工作由李思迪,研究生于佳琪,张熳,本科生马振宇等完成。赵瑾副教授为该文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202110617
- 兰州化物所王晓龙研究员团队 AFM:利用低熵纳米晶域网络构建的机械鲁棒性润滑水凝胶 2025-05-14
- 宁波材料所赵文杰、严明龙 Small:污损抑制/阻抗与自我更新协同的可降解有机硅水凝胶涂层 2025-05-10
- 西南林大杜官本院士、杨龙研究员团队 Nano lett.:面向水下电子皮肤的温控响应纤维素基 Janus 智能水凝胶 2025-05-09
- 西南医大口腔医院陶刚/黎春晖/蔡蕊团队:具有ROS触发药物释放特性的可注射水凝胶实现抗菌剂和抗炎纳米颗粒协同递送用于牙周炎治疗 2025-04-15
- 吉林大学刘镇宁教授/王冰迪博士团队 Adv. Sci.:亚精胺功能化可注射水凝胶减轻炎症反应,促进急性和糖尿病伤口愈合 2024-04-17
- 西北大学范代娣教授、惠俊峰教授和郑晓燕副教授团队 AFM:双离子辅助的轻度光热的可注射水凝胶为骨肉瘤相关的骨缺损修复带来的新曙光 2024-03-27
- 清华徐军课题组 Small: 通过多级氢键设计制备高强韧、抗冲击多功能弹性体 2025-05-13