阿尔伯塔大学陈凌云《先进功能材料》粘附自愈

【背景摘要】

最近，广东省人民医院Yu Zhang和阿尔伯塔大学陈凌云教授团队介绍了一种具有邻苯二酚共轭壳聚糖（CHI-C）的多功能水凝胶，该凝胶具有粘附力，自我修复，细胞相容性，血液相容性和血细胞凝结能力。可以将水凝胶注射到内部和不规则的出血部位以及骨骼缺损区域，然后迅速自我修复（在2分钟之内）成完整的水凝胶，该凝胶完全填充缺损部位，并在出现体液的过程中牢固粘在出血区域外科手术。使用兔骨缺损模型的体内实验表明，在应用水凝胶后，止血迅速，与未经治疗的伤口相比，失血量仅为1/4。另外，骨再生不受水凝胶的干扰，并且在4周后水凝胶消失后，骨缺损不再可见。这种多功能水凝胶对于组织粘附，止血和骨骼再生的临床应用具有潜在的价值。

【主图见析】

图1 A）CHI-C/DACNC水凝胶的形成方案。B）CHI-C3/DACNC-1/1水凝胶形成的照片。CHI-C和DACNC溶液的混合物可在室温下快速形成水凝胶。

图2 CHI‐C/DACNC水凝胶的流变特性。CHI‐C与DACNC的质量比对A）CHI‐C1，B）CHI‐C2，C）CHI‐C3和DACNC形成的水凝胶强度的影响：质量比为a）1/0，b）1 /0.2，c）1/0.5，d）1/1，e）1/2，f）1/3。D）CHI-C与DACNC不同质量比的水凝胶的储能模量（G'）：a）1/0，b）1/0.2，c）1 / 0.5，d）1/1，e）1 / 2，f）1/3。数据是从存储模量相对于角频率（1.0到10.0 rad s-1）的变化的高原中提取的。E）在固定角频率（10.0 rad s-1）处，由应变幅度扫描（γ= 1.0％–1000.0％）产生的水凝胶的G'和G''。F）在固定角频率（10.0 rad s-1）下，交替阶跃应变从小应变（γ= 1.0％）切换到大应变（γ= 200.0％和500.0％）时，水凝胶的G'和G'' 。

图3 A）CHI-C/DACNC水凝胶的搭接剪切粘合强度，插图是在猪皮肤上进行粘合强度测试的实验装置，B）CHI-C/DACNC/NaIO4水凝胶。附着1.0小时后，所有测试均在室温下进行。C–D）将水凝胶条粘贴到手指上，使其动态适应手指表面并适应手指的运动，E）将水凝胶条轻松从皮肤上撕下。

图4 CHI-C/DACNC水凝胶的宏观自我修复行为：A）两个圆盘状原始水凝胶（其中一个水凝胶上染有染料以便于观察），B）将水凝胶切成两半，然后放在一起， C）水凝胶在室温下迅速完全愈合成一个块，没有任何外部刺激。CHI‐C / DACNC水凝胶的可注射性能：D）将水凝胶装入带有针头的注射器（23口径），然后直接通过针头挤出而不会堵塞，E）破碎的水凝胶碎片立即重新形成了集成的水凝胶在室温下没有任何刺激。F–G）CHI-C/DACNC粘合剂自修复水凝胶可模制成各种形状。

图5 CHI‐C/DACNC水凝胶的细胞毒性和溶血评估：

图6 CHI‐C溶液和CHI‐C / DACNC水凝胶的体内止血能力评估。

参考文献：

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