《Mater. Horiz.》封面：如何拓宽可注射水凝胶在组织粘附领域的广泛应用？

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水凝胶的可注射性和强粘附性犹如互斥的两极，往往难以共存，这在一定程度上限制了可注射水凝胶在组织粘附领域的广泛应用。针对上述挑战，北京大学工学院黄建永研究员团队在传统生物相容性物理交联水凝胶体系中引入小分子解交联剂，抑制凝胶内部氢键主导的物理交联，实现了凝胶流变学特性的有效调节；在此基础上，通过液下环境诱发凝胶内部小分子解交联剂的定向时空扩散，驱动凝胶从可注射态到高强粘附态的迅速“相转变”，赋予了该类凝胶对生物组织的水下高强智能粘附能力。这一设计思路不仅解决了水凝胶可注射性和强粘附性之间的内在矛盾，也为发展功能性可注射水凝胶提供了有益参考。相关工作以“Strong underwater adhesion of injectable hydrogels triggered by diffusion of small molecules”为题发表于 Materials Horizons  期刊上（Mater. Horiz. 2021, 8, 2199-2207，封面文章）。北京大学工学院博士后苏醒和博士生解文月为该文章的共同第一作者，黄建永研究员为通讯作者。

该文设计制备了水环境触发物理“相变”的可注射水凝胶，解交联剂分子（HBD）被巧妙地引入水凝胶网络中赋予其优异的可注射性。依托溶剂分子触发 HBD 分子有序扩散，诱导水凝胶自增强，使其内部发生二次物理交联，实现水凝胶从“可注射态”到“高强粘附态”的相转变。该体系凝胶可实现对生物软组织的水下高强粘附（粘附强度高达 152.9 kPa）。与此同时，该凝胶的未附着面可自发形成非粘附界面，方便实际操作和使用。该文也引入有限元辅助设计方法，定量验证了上述相转变和凝胶自增强特性，这一基于有限元辅助设计策略为智能水凝胶材料研发提供了新的设计思路。该水凝胶还具有抗菌性、可生物降解性以及可液下 3D 打印等特性，在生物医学、柔性电子、软体机器人等领域有潜在应用前景。

论文信息：

Strong underwater adhesion of injectable hydrogels triggered by diffusion of small molecules
Xing Su#, Wenyue Xie#, Pudi Wang, Zhuoling Tian, Hao Wang, Zuoying Yuan, Xiaozhi Liu and Jianyong Huang*（黄建永，北京大学）
Materials Horizons, 2021, 8, 2199-2207
http://doi.org/10.1039/D1MH00533B

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