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  材料降解在很多領域都是一個非常重要的科學課題。尤其在生物醫(yī)學工程領域，材料降解往往直接影響藥物控制釋放和組織修復的最終效果。因此，為了調控材料的降解，科研工作者研究了很多環(huán)境敏感性系統(tǒng)。例如，材料降解可以通過光、pH、氧化還原或者溫度來調控。為了提高調控的多樣性，人們最近幾年開始在一個材料系統(tǒng)里設計兩個或多個獨立的化學官能團。但是，由于這些官能團都是單獨起作用，它們彼此之間并沒有制約性，因此在復雜環(huán)境下很難實現(xiàn)調控降解的時空精確性。

  在近日發(fā)表的Angewandte Chemie 的文章中，賓夕法尼亞州立大學的王勇教授團隊研發(fā)出了一種全新的可程序化降解的材料，工作原理基于雙重加密的分子結構設計（double-locked domain，DLD）。為了驗證概念的可行性，該團隊以光敏和酸敏基團為例，把兩種不同的基團整合到一個雙鎖分子結構域（DLD），并以DLD作為交聯(lián)劑制備出一種新型水凝膠。在光的催化下，DLD的光敏感區(qū)域會產生分子結構變化而激活酸敏感區(qū)域，但是在生理條件下，這種分子構變和區(qū)域激活并不會導致分子化學鍵的斷裂。只有在接下來的pH刺激下，被激活的酸敏感區(qū)域才會發(fā)生分子鍵的斷裂，從而實現(xiàn)水凝膠的可控降解。有趣的是，如果對水凝膠只進行光或pH刺激，水凝膠不會降解；而且，如果先對水凝膠進行pH刺激，然后再進行光刺激，水凝膠也不會降解。雖然文章中研究者用pH和光敏感基團設計了DLD，理論上其它的化學官能團和對應的環(huán)境因子（例如，酸敏感和酶敏感官能團的整合）也可以應用于該概念中。 

  王勇教授認為該DLD水凝膠的成功設計為程序化材料的進一步發(fā)展提供了一個新思路，也為藥物控制釋放和組織修復的時空調控提供了一個新的手段。

  王勇教授團隊一直致力于程序化材料的研究，相關的研究還包括：Biomaterials, 2018,178, 663-680; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 6800-6804; Angew. Chem. Int. Ed,2015, 54, 5957-5861; JACS, 2012, 134, 15716-15719; JACS, 2012, 134, 12410-12413。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.201811848