富含網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠具有良好的生物相容性,而具有高精細(xì)度的三維水凝膠結(jié)構(gòu)能夠更好地模擬細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境,在生物組織工程領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力;诜蔷性光學(xué)效應(yīng)的雙光子聚合技術(shù)為制備高精細(xì)三維仿生水凝膠結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)有力的手段。但由于現(xiàn)有雙光子引發(fā)劑的水溶性差、雙光子聚合引發(fā)效率低,需要在加工前驅(qū)體材料中加入有機(jī)溶劑助溶以提高雙光子引發(fā)劑含量,所制備的三維水凝膠微結(jié)構(gòu)中易殘留有機(jī)溶劑,導(dǎo)致較強(qiáng)的細(xì)胞毒性,成為其在組織工程領(lǐng)域應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題之一。
中科院理化所仿生智能界面科學(xué)中心有機(jī)納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室鄭美玲項(xiàng)目研究員和暨南大學(xué)段宣明教授合作,利用具有相對(duì)較大內(nèi)腔尺寸和良好的水溶性的葫蘆脲7作為主體對(duì)咔唑類衍生物進(jìn)行包結(jié),設(shè)計(jì)合成了基于主客體化學(xué)原理自組裝的水溶性雙光子引發(fā)劑,所制備的最佳絡(luò)合比1:1的引發(fā)劑在提高了水溶性的同時(shí),其雙光子吸收截面比客體分子提高了5倍。研究團(tuán)隊(duì)利用這種新型水溶劑引發(fā)劑設(shè)計(jì)了組分簡(jiǎn)單的水相聚合光敏材料,實(shí)現(xiàn)了聚合閾值僅為4.5 mW、最細(xì)線寬180 nm的純水相高精細(xì)仿生水凝膠結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的雙光子聚合。
水溶性雙光子引發(fā)劑及三維水凝膠構(gòu)筑示意圖
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)筑了具有較好結(jié)構(gòu)保真度和力學(xué)性能的木堆型光子晶體和S型管道、細(xì)胞支架結(jié)構(gòu)等三維仿生水凝膠結(jié)構(gòu),研究了細(xì)胞的生長(zhǎng)行為,并結(jié)合熒光探針標(biāo)記和顯微成像研究,證實(shí)了利用該引發(fā)劑及純水相聚合光敏材料具有良好的生物相容性,為水凝膠材料在組織工程領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了新的途徑。
三維木堆結(jié)構(gòu)和S型管道結(jié)構(gòu)
仿生水凝膠細(xì)胞支架及應(yīng)用
研究成果發(fā)表在ACS Applied Materials and Interfaces(2019, 11, 1782-1789)(DOI: 10.1021/acsami.8b15011)。該論文的通訊作者是中科院理化所仿生智能界面科學(xué)中心有機(jī)納米光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室鄭美玲項(xiàng)目研究員和暨南大學(xué)段宣明教授,鄭永超博士和趙圓圓博士為共同第一作者。該研究是前期一系列仿生水凝膠工作(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 42247–42257; Appl. Surf. Sci. 2017, 416, 273–280; J. Mater. Chem. B 2015, 3, 8486-8491; Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 5031-5039; J. Mater. Chem. B 2014, 2, 4318-4323)的深入和拓展。相關(guān)研究工作得到科技部納米科技重點(diǎn)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)面上基金項(xiàng)目的大力支持。
論文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsami.8b15011
- 四川大學(xué)王云兵教授、胡成副研究員團(tuán)隊(duì)《Biomaterials》:活性氧觸發(fā)的仿生水凝膠軟支架用于缺血性中風(fēng)修復(fù) 2025-02-28
- 浙江大學(xué)姚克、韓海杰團(tuán)隊(duì) Sci. Adv.:基底膜仿生水凝膠促進(jìn)角膜損傷少瘢痕化愈合 2024-12-23
- 阿爾托大學(xué)Olli Ikkala教授、復(fù)旦大學(xué)彭勃研究員 Small :機(jī)器學(xué)習(xí)輔助的仿生水凝膠實(shí)現(xiàn)味覺(jué)識(shí)別 2023-10-18
- 廈門大學(xué)汪騁教授課題組在多孔材料中的三維打印領(lǐng)域取得新進(jìn)展 2021-04-12
- 《Adv. Funct. Mater.》:能量轉(zhuǎn)換型微機(jī)器人遞送神經(jīng)細(xì)胞和遠(yuǎn)程調(diào)控分化 2020-06-05
誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

- 市場(chǎng)破300億!PMEC China 色...
- 搶先注冊(cè)!2025年西部橡塑展...
- “碼”上參觀預(yù)登記,好禮拿...
- 聚合物發(fā)泡行業(yè)技術(shù)培訓(xùn)(第...
- 《塑料改性及加工技術(shù)要領(lǐng)》...
- 中國(guó)生命科學(xué)“36%增速”密...
- 關(guān)于舉辦第六屆中國(guó)實(shí)驗(yàn)室發(fā)...
- 2025西部橡塑展年度計(jì)劃重磅...
- 獨(dú)家采訪丨美國(guó)禁令再度升級(jí)...
- 政策助力科研創(chuàng)新,PMEC Chi...
- 邀請(qǐng)函 | 涂料抗菌技術(shù)前沿...
- 大連理工大學(xué)蹇錫高院士團(tuán)隊(duì)...
- 南京林業(yè)大學(xué)羅艷龍 AFM:受...
- 中科大閆立峰教授團(tuán)隊(duì) Macro...
- 武大常春雨、寧波材料所陳濤...
- 南科大陳忠仁教授團(tuán)隊(duì)《Acc....
- 東南大學(xué)張?zhí)熘淌趫F(tuán)隊(duì) JCR...
- 齊魯工大于得海教授 AFM:光...
- 四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì) Mat...
- 上海交大莊小東教授團(tuán)隊(duì) Adv...
- 中國(guó)海大田維乾/北林許鳳/青...
- 同濟(jì)大學(xué)杜艾/祝捷/劉宸團(tuán)隊(duì)...