上海交大蒋欣泉教授、复旦李卓教授 AFM: 生物启发Janus通用粘接贴片 - 弥合软组织和医用器械界面
2025-02-15 来源：高分子科技
近期，上海交通大学蒋欣泉教授与复旦大学李卓教授合作开发了一种通用的Janus双层粘附贴片，能够实现即刻连接软组织与医用器械界面。医疗设备需要与人体组织安全且牢固地结合，以实现临床检测和干预。然而，软组织与设备之间的界面不稳定，会产生间隙，造成固位差和感染风险高。封闭这些间隙的难题在于软组织与医疗设备在表面能和机械性能方面存在差异。受牙齿软组织天然双层不对称粘附密封结构的启发，该工作开发了一种双层结构的Janus粘合贴片。如图1所示，这种结构由两层功能性材料组成：一层是具有可调节刚度和粘性的半结晶弹性体层（丙烯酸十六酯聚合物，HA层），另一层是确保与组织牢固粘附的水凝胶层（聚丙烯酸水凝胶，PA层）。在植入前，HA层保持高模量且不具粘性，便于操作和精确定位。一旦植入，体温会促使其内部结晶区域熔化，使材料变得柔软，从而降低模量并增强其与各种设备材料的贴合性。另一方面，PA水凝胶层能够吸收水分，并通过化学键合增强与湿润软组织的粘合，实现有效的界面密封。这两层之间的相互渗透和交联结构可防止在潮湿环境下发生分层或过度膨胀，从而提升粘合贴片的整体性能和长期稳定性。这种通用的密封和黏附效果已在多种模拟临床情境中得到验证，包括义齿固位、引流管固定以及种植体周围炎的预防。因此，用于临时即刻软组织与器械整合的 Janus HAPA 粘附贴片在广泛的临床应用中展现出良好的潜力。
该工作以“Bio-inspired Janus Universal Adhesive Patch: Bridging the Contrasting Interface of Soft Tissues and Medical Devices”为题发表在《Adv. Funct. Mater.》上。文章第一作者是上海交通大学颜然博士。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
该工作以“Bio-inspired Janus Universal Adhesive Patch: Bridging the Contrasting Interface of Soft Tissues and Medical Devices”为题发表在《Adv. Funct. Mater.》上。文章第一作者是上海交通大学颜然博士。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
图1 由结合上皮启发设计的具有双侧非对称粘附机制的Janus HAPA贴片，用于软组织-器件接口集成。
论文的主要研究内容为：
图2 HAPA贴片的HA层和PA层层间结合（A）和界面韧性比较（B）。
图3 HAPA贴片体温调控模量和粘附性能。（A）存储模量随DMA测量温度的变化。（B） 25℃和37℃下HA聚合物和HAPA贴片的应力-应变曲线。（C）HAPA贴片在25℃或37℃时粘附不规则表面。
图4 HAPA贴片在动物模型的应用。（A）义齿基托固位。（B）导管周封闭。（C）种植体基台周封闭。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202422130
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（责任编辑：xu）
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