《PNAS》东南大学赵远锦教授团队研制出自修复光子晶体水凝胶

受人体组织自修复过程启发，他们研制出一种自修复光子晶体水凝胶，具有潜在生物医学应用价值。

这项由东南大学生物医学工程学院教授赵远锦课题组完成的研究成果，发表在新一期美国《国家科学院学报》上。

水凝胶材料由于其独特的柔软性及保水功能被广泛用于生物传感、组织工程等方面；但这种材料在生物医学领域也面临应用局限，由于组成稳定、结构单一，它还无法实现自修复功能。

赵远锦课题组提出了构建三维交联网格复合凝胶体系的方法来解决这一难题。蛋白石光子晶体、反蛋白石光子晶体往往不具备自修复功能。该组首先制得聚甲基丙烯酸酯凝胶(GelMA)反蛋白石光子晶体骨架，然后将含有葡萄糖氧化酶（GOX）和过氧化氢酶（CAT）的戊二醛交联BSA水凝胶注入反蛋白石结构内部，这种方法获得的复合材料就具有自修复功能，“完全断开的材料都可以被修复”。

▲ 图1 具有自修复功能的反蛋白石光子晶体水凝胶制备示意图

赵远锦告诉新华社记者，这项工作的主要创新点是复合结构的设计，“这种设计可以赋予很多非自修复的水凝胶自修复功能，有点类似于植物的嫁接、器官的移植等”。

他强调说，这项研究所选用的两种水凝胶都不是他们研制的，但是将非自修复凝胶与自修复凝胶复合在一起来构建新型自修复凝胶的设想，是他们最先提出的。

▲ 图3 具有自修复功能的反蛋白石光子晶体水凝胶

研究显示，这种复合水凝胶在自修复前后都表现出了较好的生物相容性，表明了其潜在的生物医学价值。另外，值得一提的是，这类新型结构色材料可以像搭积木一样进行组装，构筑一些列形状和结构，比如1D超细纤维，2D图案和3D光子通道结构等，有望用于艺术品、光波导、防伪等领域。

▲ 图4 构筑三维光子晶体材料

参考文献：

http://www.pnas.org/content/early/2017/05/16/1703616114.abstract?sid=06b2ebae-0371-48d1-90c6-483ff84da8e3

来源：高分子科学前沿  部分来源新华社华盛顿  记者 林小春

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