水凝胶作为一类含有高水分的交联聚合物，因其与生物组织的相似性，被视为构建人机交互界面的理想材料。其中，由多糖和蛋白质等天然物质制备而成的天然水凝胶因其优良的生物相容性和生物可降解性而备受关注。明胶是一种常见的动物源性蛋白质，主要由动物的皮肤、骨骼或软骨等部位提取而来。明胶具有受温度控制的可逆相转变特性，可以在不同的生物组织表面实现原位固化，从而显著提高其与生物组织表面的粘附力，在构建与生物组织高度贴合的界面时具有巨大优势。然而，传统的明胶水凝胶通常存在机械性能较差、导电性差以及易失水等问题，限制了其应用。因此，制备具有高机械强度、保水能力和导电性的明胶水凝胶仍然是一大挑战。

  为了解决这一问题，受皮肤中天然保湿因子的启发，浙江大学智能生物产业装备创新团队（IBE）应义斌教授联合浙江大学宋吉舟教授、李光教授提出了一种简单有效的一步制备高性能明胶水凝胶的方法。通过将明胶和吡咯烷酮羧酸钠（一种天然保湿因子）巧妙结合，可以大幅增强明胶水凝胶的机械强度、导电性和保水能力。此外，明胶水凝胶具有受温度控制的可逆相转变特性，使其能够在各种不同的基底上原位固化，建立高效贴合的生物界面，从而实现对植物、人体电生理信号的高保真检测。该研究以题为“Skin-inspired all-natural biogel for bioadhesive interface”的论文发表在《Advanced Materials》上。论文的第一作者为浙江大学蓝玲怡研究员。

图1 GP凝胶的制备过程示意图及其与不同基底表面的高度贴合性

图2 GP凝胶性能表征

图3 GP凝胶内部相互作用表征

图4 GP凝胶的生物相容性及生物可降解性及其用于植物电生理信号检测

图5 人体电生理信号检测

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202401151