超聲出一篇Science，李劍宇教授實現人工生物膠水性能提升100倍

CYM 11個月前 (08-12) 2331瀏覽

【導讀】

組織粘結劑（生物膠水）在臨時或永久組織修復、傷口管理和可穿戴電子設備中發揮著極其重要的作用。然而，調整粘結強度以在需要時確保可逆性并保持滲透性具有挑戰性。長期以來，它們的使用一直受到生物組織的屏障效應的阻礙，例如低滲透性和有限的官能團。其中，皮膚含有致密的角質層，限制了生物粘結劑的滲透和粘合。這些問題對于基于物理相互作用（如聚合物互鎖）的生物粘結劑尤其重要。聚合物太慢，甚至不可能擴散和與組織纏繞，導致生物粘附性差。迄今為止，化學策略主要用于強生物粘附，盡管實現了高粘附能，但它們不能在空間和時間上對生物粘附進行高度控制。此外，包括干擾藥物遞送的有效載荷、疲勞閾值低（由組織表面上的有限官能團引起）以及急性或慢性毒性（由化學反應及其試劑引起）在內的挑戰也值得關注。

【成果掠影】

今日，加拿大麥吉爾大學李劍宇教授和瑞士蘇黎世聯邦理工學院Outi Supponen等人（共同通訊作者）設計了一種由聚丙烯酰胺或聚（N-異丙基丙烯酰胺）與藻酸鹽結合制成的水凝膠，且使用含有殼聚糖、明膠或纖維素納米晶體納米顆粒的溶液進行涂底。其中，將超聲波（US）介導的策略引入文章，實現具有可控和抗疲勞性的強生物粘結劑（生物膠水）的制備。研究表明，在不發生化學反應的情況下，US可以將水凝膠與豬皮膚之間的粘附能和界面疲勞閾值放大高達100和10倍。同時，結合實驗和理論模型表明，關鍵在于US誘導的空化，它將錨定引物推進并固定到組織中，從而減輕屏障效應。本文的策略實現了強生物粘附、按需分離和透皮給藥的空間模式。這項工作擴展了堅韌生物粘附的材料庫，并實現了具有高度可控性的生物粘附技術。

相關研究成果以“Controlled tough bioadhesion mediated by ultrasound”為題發表在Science上。