隨溫度變化而形成物理水凝膠在生活中是常見的現(xiàn)象，然而魚凍等都是在降溫過程所形成。如能發(fā)現(xiàn)可生物降解的聚合物-水體系通過升溫而實(shí)現(xiàn)自發(fā)物理凝膠化，則在生物醫(yī)學(xué)等方面意義非凡。部分兩親性嵌段共聚物的水溶液隨溫度升高呈現(xiàn)可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。如果轉(zhuǎn)變溫度介于室溫和體溫之間，該類體系可以在室溫或更低溫度下與藥物或細(xì)胞混合，并可以注射；一旦注射進(jìn)入體內(nèi)，該體系在體溫刺激下原位物理凝膠化，自動(dòng)包裹藥物或細(xì)胞，該過程不依賴于化學(xué)反應(yīng)。由常見的親水性的聚乙二醇(PEG)和疏水性的可降解脂肪族聚酯(PLGA等)這些適宜用于人體的聚合物所組成的嵌段共聚物在某些嵌段長(zhǎng)度等條件下具備上述特性，為研發(fā)新型生物醫(yī)用材料開辟了新的重要的途徑。

圖1  升溫具有溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變的可注射熱致凝膠化體系及其潛在醫(yī)學(xué)應(yīng)用

然而，兩親性嵌段共聚物在水中形成膠束很容易理解，形成物理凝膠則不同尋常，其中蘊(yùn)含著豐富的物質(zhì)科學(xué)原理。

復(fù)旦大學(xué)丁建東課題組長(zhǎng)期致力于熱致水凝膠體系的系統(tǒng)研究，揭示該體系凝膠化的內(nèi)在規(guī)律。他們發(fā)現(xiàn)了聚酯-聚醚嵌段共聚物的端基效應(yīng)、分子量分布效應(yīng)等重要現(xiàn)象，總結(jié)了熱致水凝膠分子設(shè)計(jì)的普適規(guī)律；揭示了物理凝膠化的機(jī)理，提出了凝膠化的物理模型，并顯著擴(kuò)展了可熱致凝膠化聚合物的成分范圍。他們通過自身的探索以及與醫(yī)生等相關(guān)人員的合作，進(jìn)行了大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，探討了熱致水凝膠作為生物醫(yī)用材料的可行性，展示了該材料在術(shù)后防粘連、藥物緩釋、組織工程等領(lǐng)域的巨大潛力。另外，該課題組針對(duì)熱致水凝膠未來產(chǎn)品存在的問題進(jìn)行了深入思考并提出相應(yīng)解決方案，包括材料形貌、降解、滅菌、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等與應(yīng)用息息相關(guān)的問題，期望為熱致水凝膠材料的真正臨床應(yīng)用鋪平道路。

丁建東課題組在《高分子學(xué)報(bào)》2018年第8期“祝賀江明院士80華誕”專輯發(fā)表的專論中系統(tǒng)介紹了聚乙二醇/聚酯熱致水凝膠材料目前的研究進(jìn)展。他們首先簡(jiǎn)要介紹了熱致水凝膠體系的特征及種類，詳細(xì)闡釋了聚乙二醇/聚酯熱致水凝膠體系的凝膠化機(jī)理，介紹了該材料體系的分子設(shè)計(jì)原則，并總結(jié)了它們?cè)谂R床的大量潛在應(yīng)用，以及針對(duì)未來臨床應(yīng)用該課題組所進(jìn)行的大量有益探索。最后，專論總結(jié)了該體系仍然存在的大量亟待解決的問題，并對(duì)其該材料未來前景進(jìn)行了積極展望。

這是該課題組十年來在此方面的唯一綜述，凝結(jié)了丁建東-俞麟團(tuán)隊(duì)的大量科學(xué)研究工作，也闡述了作者對(duì)醫(yī)用高分子熱致水凝膠的最新見解。

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http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/2018/8/PDF/gfzxb20180084dingjiandong.pdf

來源：高分子學(xué)報(bào)