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热凝胶纪年史—从热凝胶共聚物的公道设想到先辈的热凝胶使用

2022-11-16 15:14:57 作者:总有刁民想害朕
相关解读热凝胶编年史—从热凝胶共聚物的合理设计到先进的热凝胶应用

温度相应超分子水凝胶,也称为热凝胶,是通过在温度刺激后在溶液中自组装两亲共聚物而孕育发生的。它们是一类高品格的新型质料,具有非常吸惹人的特性,比方可注射性、可以或许举行温度操纵的可逆溶胶-凝胶相变、高生物相容性和可调治的生物降解性。很多研究活力致力于设计先辈的两亲共聚物并研究它们的分子相互作用,以加强热凝胶体系的性能并扩大其应用范畴。是以,热凝胶体系已经在连续局部药物或卵白质递送范畴得到很好的应用,而且还被证明是用于小众应用的高潜力质料,比方三维细胞造就、伤口愈合贴片和玻璃体内填塞。近来的进展见证了具有先辈生物医学应用的热凝胶体系的显现,从加强的癌症治疗到放射学成像再到构造工程,这些通常是通过将药物和肽等生物相干分子与热凝胶共聚物联合或将纳米颗粒掺入到热凝胶共聚物中来实现的。热凝胶体系。该范畴的新进展见证了从利用传统的合成聚合物如聚丙二醇 (PPG) 和聚(乳酸-乙醇酸共聚物) (PLGA) 转向使用更先辈的自然生物活性分子,并在聚合物中引入手性部门。热凝胶共聚物主链。

图 1. 溶胶-凝胶相变是由热凝胶共聚物的自觉胶束化以及随后胶束聚拢到超分子凝胶基质中引起的。因为革新的凝胶形成本领和更稳健的超分子基质,热凝胶共聚物中更高的分子量和更高的疏水含量导致更低的临界凝胶浓度 (CGC)、更低的凝胶温度、更高的凝胶储能模量和更慢的凝胶腐蚀速率。


现在有几种重要范例的热凝胶共聚物,比方二嵌段、三嵌段、封端、接枝和无规多嵌段聚氨酯热凝胶。此中,作者试验室专注于聚氨酯多嵌段热凝胶的合成和应用。这些热凝胶具有高分子量和由氨基甲酸酯基团孕育发生的加强的分子间氢键的长处。这些通常许可形成具有更高凝胶刚度、弹性和封装服从的热凝胶体系,使这些聚氨酯热凝胶非常得当小众应用,比方连续给药和玻璃体内填塞。在该文中,作者总结了影响胶束和本体聚氨酯热凝胶性能的根本聚合物身分,提供了作者小组对这些热凝胶为种种高级应用的公道设计的看法,并终极商议了热凝胶体系的将来大概性。作者推测热凝胶在生物医学范畴仍有很多未开辟的潜力,这些大概可以通过设计具有生物活性部门的热凝胶共聚物并探究更先辈的支化布局来实现。别的,作者还发起将热凝胶扩展到生物医学范畴之外,为此作者的试验室已经证明热凝胶可作为无创植物康健监测的电极触点。


图 2. 聚氨酯两亲性线性无规多嵌段热凝胶共聚物通常通过将大分子单体二醇与六亚甲基二异氰酸酯 (HMDI) 偶联的加聚途径合成。


图 8. (A) 在玻璃体切除术后利用 EPC 热凝胶作为玻璃体替换品的表示图。(B) EPC 热凝胶的化学布局。(D)术后 3 个月内添补 EPC 的兔眼的大要剖解(左)表现与自然玻璃体(中)具有相似同等性的玻璃体样体,维恩图(右)表现自然和 EPC 再生玻璃体 6 中判定的卵白质重叠术后几个月。



相干论文以题为The Thermogel Chronicle—From Rational Design of Thermogelling Copolymers to Advanced Thermogel Applications颁发在《Accounts of Materials Research》上。通讯作者新加坡科技研究局(A*STAR)Xian Jun Loh传授。


参考文献

doi.org/10.1021/accountsmr.1c00128

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