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 水凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的類似于生物體軟組織的高分子材料，在組織工程、藥物載體系統(tǒng)以及醫(yī)療器械等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來，制備具有自修復(fù)功能的水凝膠成為了一個研究熱點，其自修復(fù)性能主要建立在動態(tài)共價鍵或超分子相互作用的基礎(chǔ)之上。但目前大多數(shù)自修復(fù)水凝膠的研究都偏重于其自修復(fù)性能的開發(fā)，而沒有很好地兼顧材料的生物相容性和合適的機械強度。例如目前廣泛應(yīng)用水凝膠制備當(dāng)中的聚乙烯醇，然而在冷凍-解凍循環(huán)制備過程中通常要求聚乙烯醇的分子量大于10萬和濃度高20wt%，這都限制了這類材料進一步在生物醫(yī)用材料中的應(yīng)用。

據(jù)報道，近日，華南理工大學(xué)國家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心功能化組織修復(fù)團隊 賈永光 副研究員、 任力 教授等人 以低分子量的聚乙烯醇（1.3萬）為聚合物主鏈，引入了生物相融性良好的主客體天然分子對β-環(huán)糊精和膽酸，利用主客體識別作用在室溫制備出了自修復(fù)水凝膠 。該團隊通過將β-環(huán)糊精和膽酸分別接枝在低分子量的聚乙烯醇鏈段上構(gòu)建出主體和客體聚合物，然后在生理環(huán)境下簡單混合兩種低粘度接枝聚合物的水溶液便能自組裝即時成膠。通過該方法制備出的聚乙烯醇自修復(fù)水凝膠成膠濃度可以低至 7.0 wt％ ，其主體聚合物和客體聚合物均為獨立制備，易于調(diào)節(jié)側(cè)鏈接枝密度，通過調(diào)節(jié)膽酸接枝比還能調(diào)節(jié)自修復(fù)水凝膠的機械性能，使其能適應(yīng)更廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。此種水凝膠材料在作為生物填充材料具有良好的應(yīng)用前景。

圖1：合成路線及凝膠制備示意圖

(A) 基于PVA的主客體聚合物PVA-CD與PVA-CA的合成路線；

(B) PVA-CA/PVA-CD 自修復(fù)水凝膠制備示意圖。

圖2：PVA-CA/PVA-CD水凝膠的流變特性

A) Gel 1、Gel 2和Gel 3的儲能模量（G’，實心）和損耗模量（G”，空心）在溫度掃描下的變化情況；

(B) Gel 1、Gel 2和Gel 3的儲能模量（G’，實心）和損耗模量（G”，空心）在應(yīng)變掃描下的變化情況。

圖3：PVA-CA/PVA-CD水凝膠自修復(fù)性能

(A) PVA-CA/PVA-CD水凝膠自修復(fù)性能展示；

(B) PVA-CA/PVA-CD 自修復(fù)水凝膠(Gel3)在25℃交替進行10％和1000％的應(yīng)變掃描條件下儲能模量（G’，三角形）和損耗模量（G”，圓形）的變化情況。

圖4：PVA-CA/PVA-CD水凝膠的生物相容性評價

(A) 不同濃度的PVA-CA 與PVA-CD混合溶液（質(zhì)量比為0.78/1.00）細胞毒性實驗；

(B) 不同濃度的PVA-CA 與PVA-CD混合溶液（質(zhì)量比為0.78/1.00）溶血試驗。

以上研究以“Self-Healing Hydrogels of Low Molecular Weight Poly(vinyl alcohol) Assembled by Host?CGuest Recognition ”為題發(fā)表在Biomacromolecules上。論文的第一作者兼通訊作者為華南理工大學(xué)材料學(xué)院 賈永光副研究員 ，第二作者為華南理工大學(xué)材料學(xué)院碩士研究生 金家宏 ，共同通訊作者為華南理工大學(xué) 任力教授 與加拿大蒙特利爾大學(xué) 朱曉夏教授 。該工作也得到了國家自然科學(xué)基金得支持（201704026）。