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可弹可塑!新型水凝胶材料能调控力学性能 有望为再生医学提供新材料

  • 文章来源: / 作者: / 发布时间:2019-12-27
  • 图说:刘尽尧 医院供图

    上海交通大学医学院隶属仁济医院分子医学研讨院刘尽尧课题组规划出能够调控力学功能的复合水k8官方网址凝胶,有望为再生医学和安排工程范畴供给新资料。近来,相关论文在世界学术期刊《先进资料》宣布。

    据刘尽尧介绍,人体中存在许多软安排,比方软骨、骨骼肌、角膜和血管等。为习惯杂乱的体内生理环境,这些安排具有层次有序的复合结构,并表现出高度各向异性的机械强度和功能。水凝胶是一类含水量高的三维网状资料,具有与软安排相似的结构。经过分子规划,水凝胶可到达与软安排挨近的力学功能以及杰出的生物相容性,这使得该类资料在生物医药和安排工程范畴得到了广泛使用。比较传统的水凝胶资料,各向异性水凝胶在安排工程使用方面具有更大潜力,更能满意其对资料力学功能的需求。虽然各向异性水凝胶被广为报导,但到现在依然缺少有用的办法来调控其力学功能,以习惯杂乱的体内生理环境。

    为处理该问题,刘尽尧课题组经过凭借水凝胶网络强度之间的竞赛,提出一种调控水凝胶力学功能的新机制。根据该办法,水凝胶资料可在弹性、塑性、各向异性以及溶胀功能方面进行调理,并能完成对所装载药物分子的可控开释。

    在本研讨中,刘尽尧团队规划了由两种不同网络结构组成的复合水凝胶。其间一种为共价交联的聚合物网络,能为水凝胶带来杰出的弹性。另一种则为具有剪切变稀特点的纳米纤维网络,能赋予水凝胶优异的塑性。经过调理两种网络各自的力学强度,就能够完成水凝胶资料在弹性和塑性之间的转化。比方,当共价交联网络的力学强度高于纳米纤维网络时,该水凝胶表现出杰出的弹性。反之,该资料则表现出优异的塑性。在此基础上,将所得到的塑性水凝胶进一步拉伸,可制备具有高强度和高韧性的各向异性水凝胶。一起,由于纤维的取向,该水凝胶资料一起还具有各向异性的溶胀行为和药物开释速率。这类新式的水凝胶资料有望为再生医学和安排工程范畴供给新资料。