臺(tái)灣大學(xué)徐善慧《材料化學(xué)》分層膠束結(jié)構(gòu)和快速粘合性的可注射酚醛-殼聚糖自修復(fù)水凝膠

非金非土非木

關(guān)注 2021年5月19日 11:08

瀏覽：2334

【科研摘要】

可生物降解的自修復(fù)水凝膠 是用于治療系統(tǒng)，可重復(fù)使用的設(shè)備以及智能細(xì)胞 /藥物載體的高度理想的材料。許多研究工作都通過(guò)物理或化學(xué)策略/設(shè)計(jì)將重點(diǎn)放在自愈水凝膠的其他功能上。

最近，國(guó)立臺(tái)灣大學(xué) 徐善慧教授 團(tuán)隊(duì) 合成 了N- [3-（4-羥基苯基）丙酰胺基]殼聚糖和雙功能Pluronic-F127交聯(lián)劑（DF-PF） 并反應(yīng)形成了 高含水量 （ 96.5 wt ％ ） 的酚-殼聚糖自修復(fù)水凝膠（CPF））。水凝膠的相干小角X射線(xiàn)散射（SAXS）分析表明，快速形成的初級(jí)分形網(wǎng)絡(luò)隨后逐漸形成 次級(jí)膠束結(jié)構(gòu)（ ? 12 nm） 。這樣的核-殼膠束結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了層次結(jié)構(gòu)，并賦予水凝膠 熱響應(yīng)性，這已通過(guò)流變學(xué)和 SAXS驗(yàn)證。由于受到生物啟發(fā)的酚化學(xué)作用，CPF水凝膠對(duì)人造皮膚具有粘附性 （結(jié)合強(qiáng)度為4–7 kPa） 。

連同快速的（<30 s）凝膠動(dòng)力學(xué)，水凝膠可以通過(guò)雙注射器作為快速粘合劑輸送。 此外，CPF水凝膠的快速膠凝特性使間 充質(zhì)干細(xì)胞 在空間上均勻地包埋，并在 14天內(nèi)進(jìn)一步發(fā)展成多細(xì)胞球體 。這種新型的自修復(fù)水凝膠具有多種功能，得益于膠束結(jié)構(gòu)和酚醛改性。相應(yīng)的分層結(jié)構(gòu)研究為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的下一代自愈水凝膠的多尺度設(shè)計(jì)提供了見(jiàn)識(shí)。 相關(guān)論文以題為 Injectable Phenolic-Chitosan Self-Healing Hydrogel with Hierarchical Micelle Architectures and Fast Adhesiveness 發(fā)表在《 C hemistry of Materials 》上。

【主圖導(dǎo)讀】

圖 1.研究中開(kāi)發(fā)和合成的水凝膠。

圖 2.交聯(lián)劑DF-PF的形態(tài)和規(guī)模表征。

圖 3.所得水凝膠（CPF水凝膠）的流變性質(zhì)和宏觀行為。

圖 4. CPF水凝膠在膠凝過(guò)程中的時(shí)間分辨相干SAXS實(shí)驗(yàn)和擬合結(jié)果在混合后10–60 s內(nèi)進(jìn)行。

圖 5. CPF水凝膠的溫度相關(guān)連貫SAXS實(shí)驗(yàn)和擬合結(jié)果。

圖 6.快速凝膠化的自修復(fù)水凝膠的獨(dú)特功能：粘合性和凝膠中凝膠注射。

圖 7.培養(yǎng)14天期間嵌入水凝膠的MSC的形態(tài)和活力。

參考文獻(xiàn) ： doi.org/10.1021/acs.chemmater.1c00028

版權(quán)聲明 ：「 高分子材料科學(xué) 」公眾號(hào)旨在分享學(xué)習(xí)交流高分子聚合物材料學(xué)等領(lǐng)域的研究進(jìn)展。上述僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。如有侵權(quán)或引文不當(dāng)請(qǐng)聯(lián)系作者修正。商業(yè)轉(zhuǎn)載或投稿請(qǐng)后臺(tái)聯(lián)系編輯。感謝各位關(guān)注！

【經(jīng)典回顧】

中山大學(xué)吳進(jìn)：高穩(wěn)定/超靈敏/可拉伸/快響應(yīng)/可穿戴水凝膠薄膜溫度傳感器

雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠又一篇《Nature Materials》機(jī)器手和人手指在柔軟微圖案化基材上的流體彈性動(dòng)力摩擦

深圳大學(xué)周學(xué)昌：可回收/焊接/機(jī)械耐用/可編程的液態(tài)金屬?gòu)椥泽w復(fù)合材料