新型复合凝胶组织封闭剂有望用于伤口密封
基于贻贝仿生的粘附剂一直是潜在的生物医用材料。不过，这类传统的材料应用在受伤组织表面的时候存在一个问题，那就是液态的前驱体溶液形成凝胶的固化时间较慢。能否设计出一种可塑性的凝胶材料，在应用时能够重新塑形成伤口形状呢？尽管有许多种方法能够制备出可塑形的凝胶，但是它们都不具备粘合性。来自美国密歇根理工大学的Bruce P. Lee教授课题组就设计了这样一种复合凝胶组织封闭剂。
这种材料是由两部分组成的，一是多巴胺封端的多臂聚乙二醇（为了方便我们称它为PEG-D），另一个是锂皂石。前者能与后者发生相互作用，因此，当二者混合后，很快就会形成具有高粘性的可塑形的复合凝胶。待敷在伤口上之后，随着时间的延长，凝胶中的多巴胺部分会形成共价的交联结构，从而使组织封闭剂的形状固定下来。其中，高的PEG-D臂数与锂皂石的含量可有效增加物理交联点的数量，而氢键与色散力是形成物理交联点最重要的相互作用。
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最初的储能模量，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，该凝胶的最高破裂压力为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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来源：X-MOL
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