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浙大王征科課題組《Carbohyd. Polym.》：具有剪切變稀和自愈合特性的殼聚糖-氧化石墨烯水凝膠應(yīng)用于止血和創(chuàng)面修復(fù)
2022-10-20  來源：高分子科技

  具有可注射性和自愈合特性的水凝膠在止血和全層皮膚創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，但通常需要復(fù)雜的化學(xué)合成，且需使用有機(jī)溶劑和催化劑等有毒物質(zhì)。殼聚糖是一種天然多糖，具有抗菌和止血功能，已被廣泛用作生物材料；而氧化石墨烯具有良好的親水性、生物相容性和機(jī)械性能。得益于殼聚糖主鏈上豐富的伯胺和羥基，以及氧化石墨烯片層結(jié)構(gòu)上大量的羧基和羥基，兩者可以形成復(fù)雜的非共價相互作用，例如：靜電相互作用和氫鍵相互作用，這些非共價相互作用是形成殼聚糖-氧化石墨烯復(fù)合凝膠的驅(qū)動力。


  本研究采用一鍋加熱法成功制備了殼聚糖-氧化石墨烯水凝膠，該方法不產(chǎn)生任何污染物和廢棄物（圖1）。室溫下，殼聚糖存在很強(qiáng)的分子內(nèi)和分子間氫鍵作用，阻礙了殼聚糖與氧化石墨烯片層之間的相互接觸。而高溫加熱使得殼聚糖鏈中的氫鍵被大大削弱，并驅(qū)動殼聚糖大分子鏈插入氧化石墨烯片層之間，從而增強(qiáng)兩者之間的非共價相互作用，從而實(shí)現(xiàn)凝膠化。同時，該水凝膠具有良好的剪切變稀可注射性、自愈合能力（圖2），以及良好的止血效果（圖3）和促進(jìn)創(chuàng)面愈合功能（圖4），作為創(chuàng)面敷料，具有良好的應(yīng)用前景。 


圖1. 一鍋加熱法制備殼聚糖-氧化石墨烯水凝膠 



圖2. 殼聚糖-氧化石墨烯水凝膠的剪切變稀可注射性和自愈合性能


圖3. 殼聚糖-氧化石墨烯的血液相容性和止血性能  


圖4. 殼聚糖-氧化石墨烯水凝膠具有促進(jìn)創(chuàng)面愈合的功能。

  相關(guān)研究成果近日以“Shear-thinning and self-healing chitosan-graphene oxide hydrogel for hemostasis and wound healing”為題，發(fā)表于Carbohydrate Polymers（DOI: 10.1016/j.carbpol.2022.119824）。浙江大學(xué)碩士生馮文君為第一作者，王征科副教授為通訊作者。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2022.119824

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