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ACS Nano 纳米粘土介导仿贻贝超强持久自粘附水凝胶

已有 6425 次阅读 2017-3-9 10:19 |系统分类:论文交流

具有粘附性的水凝胶在皮肤修复、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,现有的粘附型水凝胶大多力学性能较差,且粘附性通常是一次性的。制备兼具持久粘附性、优良力学性能、能够反复多次粘附的水凝胶目前仍然是一个挑战。

针对传统水凝胶力学性能差、缺少组织粘附性,难以与生物组织整合的难题,西南交通大学鲁雄教授课题组制备了纳米粘土介导仿贻贝超强持久自粘附水凝胶该研究受海水环境中贻贝粘附行为的启发,采用二维层状纳米粘土产生仿海水环境,介导多巴胺氧化。多巴胺插层到纳米粘土的层间,层间的纳米空间模拟贻贝粘附盘有限纳米空间,能够防止多巴胺过度氧化,因而形成的聚多巴胺保留有大量的酚羟基。这个PDA聚合过程模拟了在海水环境下贻贝的粘附过程,贻贝在其密闭的足丝斑块中,通过不断分泌还原性蛋白,保持大量含酚羟基的粘附蛋白,从而形成超强粘附性的结果。

本研究制备的自粘附水凝胶不同于以往的单次使用的粘附性水凝胶,能够具有可重复性和耐用性。尤其值得一提的是,该水凝胶的粘附性长期存在,对比于传统的一次性粘附水凝胶,该水凝胶能够反复多次使用,且粘附性不会减弱。另外,纳米粘土在水凝胶形成过程中被插层,可作为功能型纳米增强剂,赋予水凝胶优异的力学性能。体外细胞培养实验表明水凝胶具有良好的细胞亲和性,能够促进细胞粘附和增殖。体内全层皮肤缺损实验证明该水凝胶能够促进皮肤组织的再生。本研究制备的具有自粘附性、细胞亲和性、生物相容性的超强水凝胶能够作为皮肤敷料替代传统粘合剂。该研究提出了全新的设计调控多巴胺的聚合,及自粘附水凝胶的形成,为研发具有组织粘附性的超强水凝胶开拓了新的方向,促进了水凝胶临床实际应用。

  相关成果以Mussel-InspiredAdhesive and Tough Hydrogel Based on Nanoclay Confined Dopamine Polymerization为题发表在2017228日出版的纳米材料领域著名期刊《美国化学会-纳米》(ACS Nano,影响因子:13.33)上。





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