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美國密歇根理工大學開發出新型復合凝膠材料

2019年06月02日 栏目:游戏

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  据报道,美国密歇根理工大学的Bruce P. Lee教授课题组设计了一种具有可塑性和粘合性的复合凝胶组织封闭剂,有望应用于生物医用领域。

  這種材料是由兩部分組成的,一是多巴胺封端的多臂聚乙二醇(為了方便我們稱它為PEG-D),另一個是鋰皂石。前者能與后者發生相互作用,因此,當二者混合后,很快就會形成具有高粘性的可塑形的復合凝膠。待敷在傷口上之后,隨著時間的延長,凝膠中的多巴胺部分會形成共價的交聯結構,從而使組織封閉劑的形狀固定下來。其中,高的PEG-D臂數與鋰皂石的含量可有效增加物理交聯點的數量,而氫鍵與色散力是形成物理交聯點重要的相互作用。

  复合凝胶的形成与作用过程(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

  这种凝胶具有很好的塑形能力。放置一天的凝胶能够在1000%的剪切力作用下,除去剪切力后重新恢复初的储能模量,这表明PEG-D能够很快的与纳米锂皂石重新形成物理交联点。

  另一方面,组织封闭剂的粘合性非常重要。在优化条件下,该凝胶的破裂压力为320±22 mmHg,高于肾静脉愈合术与肠吻合术所要求的粘合强度。

  不过,需要指出的是,当凝胶混合时间超过30小时后,由于共价交联程度提高,凝胶的破裂压力与粘合能力大幅下降,这也与多巴胺丧失了与组织中蛋白质反应的活性有关。

  相比于传统的多巴胺基的粘合剂,这类凝胶有着显著的优势:物理凝胶的形成要快于多巴胺通过化学反应交联,同时物理交联点又具有可逆与动态的特征,使之能够具有塑形能力,期待在不就的将来,这种类型的组织密封剂能够大量应用于手术中伤口的密封上。

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