水凝膠材料在生物醫(yī)學領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應用前景，成為當前最可靠保障。受自然條件。關(guān)。注的生物材料開展。力學性能是材料的應用前提互動互補，然而水凝膠材料天生質(zhì)弱，強度低意向、韌性差意料之外，成為限制其應用的瓶頸難題。多年來形式，國內(nèi)外研究人員傾注大量的時間與精力置之不顧，致力于攻克這一難題底只?？梢哉f方便，在水凝膠領(lǐng)域，掌握了解決力學難題的核心技術(shù)各領域，就擁有了開啟應用之門的鑰匙應用領域。特別是近幾年，伴隨著產(chǎn)業(yè)界對水凝膠材料的青睞進行培訓，相關(guān)技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化儼然已進入白發展機遇。熱》ㄖ瘟α?；偁庪A段全技術方案。然而時至今日，這一問題始終沒有得到有效解決共享。盡管當前已有多種提升水凝膠力學性能的方法信息化，例如雙網(wǎng)絡(luò)策略以及基于聚乙烯醇的結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略，但這些方法無一例外涉及冗長制備流程或苛刻制備條件投入力度，限制了其臨床轉(zhuǎn)化應用創造。
為了攻克上述難題，上海交通大學林秋寧研究員/朱麟勇教授課題組提出一種全新的貢獻法治、廣泛適用的水凝膠交聯(lián)技術(shù)設備製造。基于該技術(shù)攻堅克難，常規(guī)的水溶性高分子如聚乙二醇管理、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、多糖等效率和安，僅需數(shù)秒光照即可形成既強（15.3 MPa）又韌（138.0 MJ m^-3）的水凝膠材料設計能力，幾乎顛。覆了水凝膠的制備與力學屬性深入開展。更驚人的是更為一致，該水凝膠材料能夠循環(huán)拉伸超過10萬次，展示了無技術的開發。與研究與應用。倫。比的回彈性與耐疲勞性更高效，完全面協議。全。能具體而言。夠與非水體系的彈性體材料如橡膠工具、聚氨酯等相媲美。該技術(shù)的提出喜愛，意味著高強韌水凝膠材料的制備將從此變得輕而易舉重要的角色，賦予水凝膠生物醫(yī)用廣闊的想象空間“l力；谠摷夹g(shù)突破優勢領先，原本無法加工的高精密迎來新的篇章、復雜水凝膠器件（如支架共創美好、血管等），現(xiàn)皆可通過投影式光固化3D打印技術(shù)進行加工制造薄弱點。相關(guān)成果以“Rapid fabrication of physically robust hydrogels"為題發(fā)表于Nature Materials特點。第一作者為上海交通大學鮑丙坤博士、曾慶梅博士重要性、李凱博士又進了一步，以及華東理工大學溫建鋒教授，通訊作者為上海交通大學林秋寧研究員和朱麟勇教授多元化服務體系。該工作得到華東理工大學涂善東院士團隊在模擬計算規劃、浙江大學賀永教授團隊在3D打印方面的支持與幫助。
以聚乙二醇和透明質(zhì)酸構(gòu)筑的水凝膠為例深度，作者對該技術(shù)背后全新的“光偶聯(lián)反應"原理進行了實驗論證帶動擴大。在此過程中作者發(fā)現(xiàn)，該水凝膠形成了獨開拓創新。特的微觀結(jié)構(gòu)：呈現(xiàn)力學有利的微觀相分離持續發展；其中，聚乙二醇形成連續(xù)相促進善治，模量較低擴大，透明質(zhì)酸聚合形成分散相多樣性，模量較高；兩相通過“光偶聯(lián)反應"建立牢固界面新格局，實現(xiàn)兩相完整一體化明顯。有趣的是，該微觀結(jié)構(gòu)無需人為精心設(shè)計或小心調(diào)控顯示，在光照下數(shù)秒內(nèi)即可自發(fā)形成技術創新。正是因為此，水凝膠的凝膠化過程異持匾饔?？焖偾覘l件溫和持續向好，具備臨床易操作屬性、契合生物安全性要求充足，從而奠定了該技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化應用的基礎(chǔ)進展情況。圖1 水凝膠技術(shù)的交聯(lián)反應原理該技術(shù)的一個優(yōu)勢在于，構(gòu)筑的水凝膠材料不僅力學性能出色綠色化發展，而且其性能參數(shù)在很大范圍內(nèi)可按需調(diào)節(jié)至關重要。例如，選擇合適配比用上了，水凝膠材料展現(xiàn)優(yōu)異的拉伸能力提升行動，能夠拉伸屈服至原始長度的28倍。此時密度增加，水凝膠材料的韌性高達138.0 MJ m^-3有效性，比高韌性水凝膠材料的代表——雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠——高出近一個數(shù)量級。如此高的韌性表現(xiàn)機遇與挑戰，甚至超越大多數(shù)金屬與非金屬材料廣泛關註，如高強度鋼、尼龍集成技術、合成橡膠以及木材等就能壓製，可以與蛛絲比肩。當配比改變適應能力，水凝膠亦可轉(zhuǎn)變?yōu)椴磺母邚姸炔牧细鼉灻?，強度高達15.3 MPa。該強度代表已報道共價網(wǎng)絡(luò)水凝膠的最防控。高成效與經驗。水。平深刻內涵。值得注意的是傳遞，無論在哪種配比下，該技術(shù)制備的水凝膠都能夠兼顧強度與韌性性能，克服材料“強韌互斥"的普遍矛盾相關性。
值得一提的是，上海交通大學林秋寧研究員/朱麟勇教授團隊就本論文提出的“光偶聯(lián)反應"原創(chuàng)凝膠技術(shù)進行了完整的知識產(chǎn)權(quán)布局穩定，從原料改造層面、制備、配方優勢與挑戰、產(chǎn)品及其臨床應用進行全面保護經驗分享，截止目前，共申請中國趨勢、PCT有力扭轉、美國、歐洲和日本等發(fā)明專一站式服務。利20項廣度和深度，已授權(quán)中國發(fā)明專。利10項引領作用、美國發(fā)明專科技實力。利3項、日本發(fā)明專建設。利1項在此基礎上。基于此前來體驗，團隊開發(fā)了多款水凝膠墨水自主研發，可廣泛應用于數(shù)字光處理（DLP）、擠出式等3D打印技術(shù)建議，用于加工制造高精度品率、復雜形狀的水凝膠結(jié)構(gòu)相貫通。同時不斷發展，團隊就該技術(shù)進行臨床轉(zhuǎn)化，當前已完成產(chǎn)品的工程化自動化方案、安全性驗證以及注冊檢驗緊密協作，定型了兩款光固化醫(yī)用膠產(chǎn)品，分別完成了多中心臨床試驗線上線下，并提交1項創(chuàng)新醫(yī)療器械申請發揮重要作用。技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化所依托的醫(yī)療科技公司已完成A輪融資。摩方精密作為微納3D打印的先數據顯示。行高質量。者和領(lǐng)。導。者註入了新的力量，擁有全重要的作用。球。領(lǐng)去創新。先的超高精度打印系統(tǒng)足夠的實力，其面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)可應用于精密電子器件、醫(yī)療器械結構、微流控更適合、微機械等眾多科研領(lǐng)域。在三維復雜結(jié)構(gòu)微加工領(lǐng)域溝通協調，摩方團隊擁有超過二十年的科研及工程實踐經(jīng)驗要素配置改革。針對客戶在新產(chǎn)品開發(fā)中可能出現(xiàn)的工藝和材料難題，摩方將持續(xù)提供簡易高效的技術(shù)支持方案保障性。備注：文章已獲得轉(zhuǎn)載版權(quán)重要平臺！
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更新時間：2023-09-20
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