西南交通大学Nature子刊：仿贻贝超拉伸、自愈合、自粘附水凝胶

高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2017-04-19 15:55

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水凝胶在皮肤修复、伤口敷料、伤口缝合、和可穿戴设备等多个领域具有广泛的应用前景。然而，现有的用于组织修复的超强水凝胶大都缺乏组织粘附性、细胞亲和性。制备兼具细胞亲和性组织粘附性与优良力学性能的水凝胶目前仍然是一个挑战。

针对传统超强水凝胶高强度与细胞亲和性难以兼具的难题，西南交通大学鲁雄教授课题组基于仿贻贝粘附机理，开创了一种新的、通用的制备韧性水凝胶的设计策略，制备了仿贻贝超拉伸、自粘附、自愈合水凝胶。本研究首先通过碱性预聚的方法使多巴胺聚合形成保留大量的酚羟基聚多巴胺预聚体（PDA）；然后，将该预聚体原位复合在聚丙烯酰胺形成的弹性网络中，形成聚多巴胺-聚丙烯酰胺水凝胶。该水凝胶的形成过程防止了多巴胺的过度氧化，从而在水凝胶中维持了足够多的自由酚羟基，赋予水凝胶良好的组织粘附性。另外，该水凝胶还具有超拉伸性能和高韧性等优异的力学性能；且受损后在无外界刺激条件下能够自愈合。体外细胞实验和体内全层皮肤缺损实验证明，该水凝胶有利于细胞粘附、增殖，还能够促进组织再生。此外，该水凝胶中的PDA能够修饰各种多功能纳米颗粒，并将其引入高分子网络中，形成具有优异性能的多功能水凝胶，如磁性自愈合超拉伸水凝胶、导电自愈合自粘附水凝胶。因此，该水凝胶的应用范围可以被广泛的延伸，如在磁疗和电疗法中有潜在的应用。

相关成果以“Tough, self-healable and tissue-adhesive hydrogel with tunablemultifunctionality”为题发表在2017年4月14日出版的Nature子刊《自然亚洲材料》（NPGAsia Materials, 影响因子：8.772）上。该研究得到了国家重点研发计划、863、国家自然科学基金等项目支持。