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  利用外界刺激誘導(dǎo)原位合成水凝膠，具有重要的意義，屬于化學(xué)和材料領(lǐng)域的前沿研究課題。近年來，設(shè)計具有更高可控性的誘導(dǎo)途徑是該領(lǐng)域的重點研究方向之一。光交聯(lián)反應(yīng)是合成水凝膠的有效途徑，其主要是利用高分子鏈中的光敏基團，或光引發(fā)劑，在光照作用下，發(fā)生交聯(lián)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種高度可控的成膠特性，已在傷口快速止血、光刻技術(shù)等領(lǐng)域呈現(xiàn)顯著優(yōu)勢。如利用光交聯(lián)反應(yīng)高度可控的特點，在動物體內(nèi)原位合成水凝膠，有望在深部組織修復(fù)，腫瘤栓塞治療等領(lǐng)域取得進一步的應(yīng)用。需要注意的是，光交聯(lián)反應(yīng)通常由紫外/可見光誘發(fā)，該區(qū)間的光波在生物組織中穿透性較差，這一缺陷嚴(yán)重限制了利用光交聯(lián)反應(yīng)，在動物體內(nèi)等不透明密閉體系中進行水凝膠的原位合成。

  X射線激發(fā)長余輝發(fā)光材料是近年來引起國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的新材料。該類材料可在低劑量X射線短暫照射下，終止外源激發(fā)后，仍可較長時間持續(xù)發(fā)光狀態(tài)。文獻(xiàn)報道該類材料在臨床診斷用X射線劑量照射下，具有長達(dá)數(shù)分鐘、數(shù)小時、甚至數(shù)天的超長發(fā)光壽命，目前已在臨床診斷、腫瘤治療等領(lǐng)域凸顯重要應(yīng)用前景。X射線在生物組織中具有很強的穿透性。他們利用X射線的強穿透性和X射線激發(fā)長余輝發(fā)光材料長時間發(fā)光的特點，基于埃洛石納米管表面改性，原位合成X射線激發(fā)長余輝發(fā)光材料。將上述長余輝發(fā)光材料與光引發(fā)劑混合，以液體狀態(tài)介入動物體內(nèi)，經(jīng)短暫X射線照射后，利用余輝光原位引發(fā)光交聯(lián)反應(yīng)，在大鼠體內(nèi)原位合成水凝膠。該方法中X射線照射時間短，劑量近似于臨床診斷用劑量。該項研究通過簡單介入方法在動物組織中引入水凝膠前驅(qū)體，原位完成液體向半固體的轉(zhuǎn)變，該方式可有效降低手術(shù)植入等方式對動物組織的破壞性。

  相關(guān)工作“X-ray-activated polymerization expanding the frontiers of deep-tissue hydrogel formation”發(fā)表在國際著名期刊《Nature Communications》上（2024, 15，3247）。河北大學(xué)張海磊副教授為論文第一作者和共同通訊作者，楊艷民教授和與美國馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院韓剛教授為共同通訊作者。

  在前期的另一篇工作中，張海磊、楊艷民與根特大學(xué)Richard Hoogenboom教授等合作，合成了具有優(yōu)良水分散性、低毒性、聚合物基質(zhì)相容性良好、室溫下對X射線高度敏感且可加工成柔性基質(zhì)的X射線閃爍體材料，并拓展了其在輻射發(fā)光復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用（Nat. Commun., 2024, 15，2055）。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47559-z