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基于动态化学键构建自愈合高分子水凝胶 被引量：11
1
作者 候冰娜 沈惠玲 +2 位作者 李进 谢旺强 李征征 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期73-82,共10页
高分子水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料,能够吸收并保持大量的水分。高分子水凝胶具有良好的生物相容性和力学性能,在生物医学和生物工程领域具有重要的应用价值。自愈合水凝胶是一种能够响应外界刺激并修复自身损伤的智能凝胶。... 高分子水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料,能够吸收并保持大量的水分。高分子水凝胶具有良好的生物相容性和力学性能,在生物医学和生物工程领域具有重要的应用价值。自愈合水凝胶是一种能够响应外界刺激并修复自身损伤的智能凝胶。相比传统水凝胶,自愈合水凝胶具有修复损伤的特性,近年来受到科学界的广泛关注。基于动态化学的自愈合水凝胶是一种能够通过动态的共价键或非共价键交联而重新形成三维网络结构从而修复损伤的新型自愈合水凝胶,该水凝胶能够快速多次地修复自身损伤,有良好的环境适应性,为开发多功能智能新材料奠定了基础。本文综述了近年来基于动态化学键构建自愈合水凝胶的研究进展,重点阐述了基于氢键相互作用、金属配位相互作用、主-客体相互作用、离子相互作用、亲疏水相互作用、亚胺键/酰腙键、硼酸酯键和二硫键的自愈合水凝胶的最新研究情况,同时提出了自愈合水凝胶的一些问题,并分析了未来的发展方向。 展开更多
关键词 自愈合水凝胶 动态化学 共价键 非共价键
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L-半胱氨酸改性甲基纤维素自愈合水凝胶的制备及其性能研究 被引量：1
2
作者 徐鸿涛 沈勇 +4 位作者 潘虹 徐丽慧 闫鑫 王飞翔 李天阳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期154-159,共6页
以甲基纤维素(MC)为水凝胶主体,通过Steglich酯化反应将L-半胱氨酸(Cys)接枝在MC上,从而引入巯基形成动态的二硫键,合成增强型自愈合水凝胶MC-Cys。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、核磁共振氢谱仪、流变仪、热重分析仪等对... 以甲基纤维素(MC)为水凝胶主体,通过Steglich酯化反应将L-半胱氨酸(Cys)接枝在MC上,从而引入巯基形成动态的二硫键,合成增强型自愈合水凝胶MC-Cys。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、核磁共振氢谱仪、流变仪、热重分析仪等对水凝胶的结构和性能进行表征。结果表明,MC-Cys水凝胶的最大拉伸强度能达到1.251MPa,比纯MC水凝胶拉伸强度(0.626MPa)提高了1倍,动态的二硫键赋予了MC-Cys水凝胶自愈合性,在生物医学、组织工程等领域应用前景广阔。 展开更多
关键词 甲基纤维素 L-半胱氨酸 自愈合水凝胶 拉伸强度
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基于动态共价键和非共价键相互作用的自愈合水凝胶研究进展 被引量：6
3
作者 刘瑞雪 陈纪超 李迎博 《轻工学报》 北大核心 2021年第6期110-124,共15页
综述了基于动态共价键、非共价键相互作用的自愈合水凝胶及其在伤口敷料和药物输送、组织工程、仿生电子皮肤、可穿戴电子设备方面的应用,对常用自愈合水凝胶的自愈机制进行概述,针对目前单一的基于动态共价键或动态非共价键相互作用机... 综述了基于动态共价键、非共价键相互作用的自愈合水凝胶及其在伤口敷料和药物输送、组织工程、仿生电子皮肤、可穿戴电子设备方面的应用,对常用自愈合水凝胶的自愈机制进行概述,针对目前单一的基于动态共价键或动态非共价键相互作用机制的自愈合水凝胶仍然存在力学性能弱、自愈条件苛刻、不能完全恢复等不足,指出了未来自愈合水凝胶的设计研究方向:如可在多种环境下发生自愈行为的自愈合水凝胶的设计、动态共价/非共价相互作用结合的自愈合水凝胶的设计、自愈合水凝胶用于柔性电子器件等方面的研究等,以实现多机制、多功能型自愈合水凝胶的快速发展,促进其在生物材料、智能软材料方面应用的有效拓展. 展开更多
关键词 自愈合水凝胶 动态共价键 动态非共价键 生物医药 电子传感
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生物相容性纳米纤维素自愈合水凝胶的构建及其性能 被引量：1
4
作者 王汉琛 吴嘉茵 +1 位作者 黄彪 卢麒麟 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期17-25,共9页
针对水凝胶存在力学性能差、受损后性能难以恢复导致使用寿命短,以及有毒交联剂的使用带来生物相容性差的问题,以明胶(Gel)为基质,双醛纳米纤维素(DNCC)为增强相,通过动态亚胺键形成第一重交联网络,并引入单宁(Ta)和四硼酸钠(Borax)形... 针对水凝胶存在力学性能差、受损后性能难以恢复导致使用寿命短,以及有毒交联剂的使用带来生物相容性差的问题,以明胶(Gel)为基质,双醛纳米纤维素(DNCC)为增强相,通过动态亚胺键形成第一重交联网络,并引入单宁(Ta)和四硼酸钠(Borax)形成多重氢键和动态硼酸酯键,基于动态共价键和氢键协同制备了具有三重交联网络的生物相容性纳米纤维素自愈合Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶,并对其结构和性能进行表征。结果表明:Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶具有良好的热稳定性、柔韧性及可注射性,相比于Gel/DNCC水凝胶,其力学性能和胶体黏弹性明显提高,断裂强度从0.138 MPa增加到0.353 MPa,增加了155.7%,储能模量从960 Pa升高到1 550 Pa,提升了61.4%;室温环境下,无需外界刺激,受损的水凝胶能够在1 h内快速愈合,愈合效率达到98%;经质量分数0.5%的明胶纤维素复合物浸提液处理72 h后,成纤维细胞凋亡率小于5%,表明Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶具有良好的生物相容性。 展开更多
关键词 智能材料 明胶 单宁 四硼酸钠 双醛纳米纤维素 多重氢键 自愈合水凝胶 生物相容性
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基于动态可逆非共价体系的自愈合水凝胶构建方法研究进展 被引量：5
5
作者 杨珏莹 陈煜 +5 位作者 赵琳 张子涵 杨威 刘媛 彭克林 王雅伦 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期133-141,共9页
材料的完整性是保证其呈现应有性能的前提,任何破损或缺陷都可能导致材料性能不能满足使用需求。在众多材料中,用作药物缓释载体、组织工程支架和功能器件涂层的水凝胶因其特殊的应用环境而对自我修复性能需求迫切。自愈合水凝胶在受到... 材料的完整性是保证其呈现应有性能的前提,任何破损或缺陷都可能导致材料性能不能满足使用需求。在众多材料中,用作药物缓释载体、组织工程支架和功能器件涂层的水凝胶因其特殊的应用环境而对自我修复性能需求迫切。自愈合水凝胶在受到外界破坏后能自我修复以维持初始性能,保证了使用过程中材料的安全性和可靠性。因此,具有自愈合性能的新型功能材料是目前重要的研究方向。基于高分子链之间相互作用力形成的自愈合水凝胶分为两类:(1)通过动态共价键形成的水凝胶,包括双硫键、Diels-Alder环加成反应、亚胺键/席夫碱作用等;(2)通过范德华力或氢键等非共价键作用,即物理交联形成的水凝胶,包括氢键作用、主体-客体之间力的作用、聚阴阳离子间的相互作用、金属配体的相互作用、疏水缔合等。由于共价键的稳定性,大多数共价键交联所形成的水凝胶稳定存在并表现出良好的力学性能。然而,这些水凝胶存在对外界刺激反应性低、制造之后不能被重塑、受到破坏之后不能自我修复等局限性,因此发展基于动态共价键或物理交联的自愈合水凝胶已成趋势。自愈合水凝胶不仅具有水凝胶独特的溶胀性能、极高的含水量、良好的生物组织相似性,而且具有自我修复断层的能力,可用于组织工程、伤口敷料、药物缓释、生物传感等生物医学研究领域,可有效延长材料的使用寿命,具有极好的应用前景。本文介绍了近年来基于动态可逆非共价体系构建自愈合水凝胶的研究进展,按照不同的愈合机理对自愈合水凝胶进行分类,分别讨论了基于氢键、可逆金属配位作用、疏水缔合以及多种作用力相结合等作用机理构建自愈合水凝胶的方法和应用进展,分析了基于动态可逆非共价构建自愈合水凝胶可能面临的问题,并对其发展前景进行了展望,以期指导� 展开更多
关键词 自愈合水凝胶 氢键 金属配位 疏水缔合 生物医学工程
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基于天然材料的自愈水凝胶伤口敷料研究进展
6
作者 李容恺 齐钦兵 +1 位作者 王春华 李诚博 《山东化工》 CAS 2023年第13期98-108,共11页
目前使用的伤口敷料中,水凝胶因其可改变的、优异的化学、物理和生物特性以及具有能够吸收和保留大量水分的三维交联聚合物网络而被广泛研究应用于伤口治疗。天然材料拥有良好的生物相容性和生物降解性,利用各种天然材料合成的水凝胶一... 目前使用的伤口敷料中,水凝胶因其可改变的、优异的化学、物理和生物特性以及具有能够吸收和保留大量水分的三维交联聚合物网络而被广泛研究应用于伤口治疗。天然材料拥有良好的生物相容性和生物降解性,利用各种天然材料合成的水凝胶一直是研究的一大重点,但相对于使用合成材料制备的水凝胶,存在力学性能更差,形态难以保持的缺点,为其储存和使用增加了困难。目前,由天然材料或天然材料和合成材料联合制备的新型自愈水凝胶创面敷料由于具有抗破损的自愈能力,有望改良传统水凝胶的力学性能不足的缺陷。基于天然材料研发的伤口自愈水凝胶的研究现状做一综述,讨论了适合制备水凝胶的天然聚合物材料以及系统地阐述了自愈合的机理,然后介绍了自愈合水凝胶敷料的种类及讨论了自愈合水凝胶作为伤口敷料的应用。最后,讨论了天然材料制备的自愈水凝胶作为创面敷料的目前及未来的发展方向和使用途径,并对其的创新应用提出了建议。 展开更多
关键词 自愈合水凝胶 动态键 希夫键 二硫键 接枝反应 伤口敷料
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乙二醇壳聚糖自愈合水凝胶的制备及性能
7
作者 徐文静 梁建荣 +5 位作者 曲萌菲 王艺璇 侯冰娜 赵琳琳 张杭 李征征 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期144-150,共7页
合成一种基于动态亚胺键的自愈合氧化海藻酸钠-乙二醇壳聚糖水凝胶(OSA-GC),将海藻酸钠通过高碘酸钠氧化合成氧化海藻酸钠(OSA),并与乙二醇壳聚糖(GC)发生席夫碱反应制备具有不同交联度的自愈合OSA-GC水凝胶,研究GC的浓度对OSA-GC水凝... 合成一种基于动态亚胺键的自愈合氧化海藻酸钠-乙二醇壳聚糖水凝胶(OSA-GC),将海藻酸钠通过高碘酸钠氧化合成氧化海藻酸钠(OSA),并与乙二醇壳聚糖(GC)发生席夫碱反应制备具有不同交联度的自愈合OSA-GC水凝胶,研究GC的浓度对OSA-GC水凝胶的微观形态、黏弹性能、溶胀性能、自愈合性能、降解速率和体外药物释放性能的影响。结果表明:OSA-GC水凝胶具有多孔结构,通过控制OSA与GC的质量比,OSA-GC水凝胶的孔径处于50~280μm;OSA-GC水凝胶的溶胀率在120 h达到溶胀平衡,溶胀率达到71.3~112.1。OSA-GC水凝胶在含有溶菌酶(10 mg/mL)的PBS中发生降解,在12天后OSA-GC水凝胶的质量损失达到43.1%~51.9%;在室温条件下,OSA-GC水凝胶在无外界刺激时2 h实现自愈合,负载吉西他滨的OSA-GC自愈合水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达48 h,药物释放量达到72.6%~89.5%。OSA-GC自愈合水凝胶在药物载体领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 自愈合水凝胶 氧化海藻酸钠 乙二醇壳聚糖 药物缓释
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自愈合水凝胶的合成及在药物制剂中的应用进展 被引量：2
8
作者 彭灿 刘宇洁 《高分子通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期6-12,共7页
自愈水凝胶通过重新连接水凝胶基质内断裂的链路,实现裂纹闭合。自愈合水凝胶在物理损伤后恢复原来结构和功能,并且具有多重特性,如可注射性、导电性、粘合性,近年来越来越受到重视,并且广泛应用于制药工程、生物医学等领域。但是其韧... 自愈水凝胶通过重新连接水凝胶基质内断裂的链路,实现裂纹闭合。自愈合水凝胶在物理损伤后恢复原来结构和功能,并且具有多重特性,如可注射性、导电性、粘合性,近年来越来越受到重视,并且广泛应用于制药工程、生物医学等领域。但是其韧性与快速愈合的相容性仍有待解决,在人体环境中的应用仍有待进一步研究。介绍了近年来具有快速自愈合能力和机械韧性水凝胶的创新型合成方法。以及其在医药学中的广泛应用。相信自愈合水凝胶在未来具有长远的发展前景及巨大的可能性。 展开更多
关键词 自愈合水凝胶 高分子材料 应用 合成 发展
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基于药效学评价的烧伤愈合水凝胶制备工艺优化及其药效成分的含量测定 被引量：2
9
作者 陈永刚 李丽姣 +2 位作者 邹吉利 陈敏 何晶 《中国实验方剂学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期10-16,共7页
目的:利用药效学指标优选烧伤愈合水凝胶的制备工艺,结合药效成分含量测定进行再评价。方法:采用不同工艺方法制备水凝胶,利用大鼠烫伤模型,观察各工艺制剂对创面组织病理结构改善及创面面积愈合情况的影响,测定治疗后大鼠血清肿瘤坏死... 目的:利用药效学指标优选烧伤愈合水凝胶的制备工艺,结合药效成分含量测定进行再评价。方法:采用不同工艺方法制备水凝胶,利用大鼠烫伤模型,观察各工艺制剂对创面组织病理结构改善及创面面积愈合情况的影响,测定治疗后大鼠血清肿瘤坏死因子-α,白细胞介素^(-1)β和髓过氧化物酶水平。利用高效液相色谱法和气相色谱法分别测定最佳工艺水凝胶与原工艺愈合膏中主要化学成分的含量。结果:治疗21 d后,烧伤愈合膏组、半提取水凝胶组和湿润烧伤膏组大鼠烫伤创面面积分别为(0.28±0.15),(0.31±0.36),(0.29±0.17)cm^2,愈合情况均良好。但半提取水凝胶组对减轻炎性细胞浸润程度、降低3个炎症因子含量的作用优于原剂型烧伤愈合膏组,与湿润烧伤膏组结果较接近。水凝胶中3种生物碱成分盐酸小檗碱、盐酸巴马汀及盐酸黄连碱含量均值分别为1.609,0.247,0.335 mg·g^(-1),均高于同批次愈合膏中相应成分的含量;水凝胶中α-蒎烯、柠檬烯、异龙脑及龙脑质量分数分别为0.052,0.149,1.438,1.643 mg·g^(-1),均高于同批次愈合膏中相应成分的含量。结论:采用最佳工艺制备的水凝胶除了创面愈合面积稍小于原工艺外,其余药效学指标均优于原工艺,且药效成分的含量更高,更适用于烧伤创面的治疗。 展开更多
关键词 烧伤愈合水凝胶 烧伤愈合膏 药效学指标 生物碱 Α-蒎烯 柠檬烯 异龙脑
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