天然高分子基刺激响应性智能水凝胶研究进展

发布时间：2024-06-02 00:54

　　天然高分子基水凝胶具有优异的生物相容性、可降解性及生物学特性,因此在生物医药领域得到深入研究,而柔性器件、仿生材料等尖端产业的迅猛发展则进一步拓展了它的应用领域。刺激响应性水凝胶是指在周围环境刺激下凝胶网络发生形变、相变,进而产生溶胀-收缩或凝胶-溶胶转变的一类智能高分子材料。具有特异响应性的官能团、材料与天然高分子的结合,通常是赋予凝胶刺激响应性的主要方法。传统水凝胶材料虽已有产品面世,但部分产品仍存在以下问题:(1)含有大量合成高分子材料,且高分子材料合成工艺复杂、能耗大、成本高;(2)凝胶生物相容性和可降解性不理想,不适用于体内植入物等高端医用领域;(3)凝胶成型后性能单一且不可变,无法做到"智能"响应外界刺激,使用领域严重受限。与传统水凝胶相比,刺激响应性水凝胶因拥有空间、时间上的敏感性而引起人们的广泛关注。相关产品具有多重、可变、可控的性能,大大拓宽了其应用领域。近年来,天然高分子材料的蓬勃发展,则为刺激响应性水凝胶增添了新的机遇。目前,国内外学者对天然高分子基刺激响应性水凝胶的研究主要集中于:(1)开发具有优异基础性能并兼具良好生物相容性、生物可降解性的高端生物医用材料;(...

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【部分图文】：

图19双响应水凝胶的制备及基于烯胺和二硫键的溶胶-凝胶转变示意图[69]

图18刺激响应性水凝胶:(a)相转变过程光学照片(i-v)及示意图;(b)氧化还原响应水凝胶相转变机理示意图[68]1.2.3离子响应性水凝胶

图24光和酶响应水凝胶示意图[38]

Xu课题组通过自由基共聚，得到了新型可降解的二硒交联淀粉水凝胶(图25)[85]。他们以罗丹明B(RB)为药物模型，研究了它的刺激响应释放行为。数据显示，在外源氧化还原剂、酶以及二者共存条件下，制备的淀粉基水凝胶表现出对RB可控、多响应性释放行为。体外降解数据验证了凝胶良好的可控....

图25二硒交联淀粉水凝胶的酶、氧化和还原反应示意图[85]

图24光和酶响应水凝胶示意图[38]通过氧化还原酶引发自由基聚合来设计水凝胶和微/纳米凝胶受到越来越多的关注。Wang等[86]综述了应用新型酶引发水凝胶聚合的相关进展，其中包括聚合物和杂化聚合物网络的形成机理。该综述针对界面酶聚合介绍了制备杂化微/纳米凝胶的初步进展，展示了....

图1不同类型智能水凝胶示意图

一般而言，设计天然高分子基智能水凝胶最有效的方法是将刺激响应性的官能团引入水凝胶结构中。因此，对天然高分子材料进行分子结构设计，根据需要在前体大分子上引入相应的刺激响应性官能团，即可制备出能够感应光、电场、磁场、酶等各类环境变化的智能水凝胶。根据刺激源的种类不同，天然高分子水凝胶....

本文编号：3986621