黏附水凝膠不僅可以用作傷口敷料，修復破損的組織，也可以用來止血以及制備人造電子皮膚。目前，科研人員通過模仿貽貝、藤壺以及沙堡蠕蟲等海洋生物分泌的黏附膠，制備了一系列新型的能夠黏附多種基質的水凝膠，這些水凝膠中起到黏附作用的基團為鄰苯二酚，其通過與黏附基質之間形成氫鍵、離子絡合以及π-π共軛等作用實現黏附。但是鄰苯二酚基團易被氧化以及對使用環境要求苛刻等缺點限制了其應用。
基于上述背景，天津大學劉文廣教授課題組設計了一種有機-無機雜化的納米復合黏附水凝膠。將氨基酸的衍生物 — N-丙烯酰-2-氨基乙酸(ACG)與納米生物活性玻璃(BG)進行復合，通過紫外光引發可快速地制備出具有黏附作用的高強PACG-BG水凝膠(圖1)。該水凝膠的黏附強度隨著體系內BG含量的變化而改變，通過調節BG含量，可以使水凝膠的表面黏附能和內聚能達到平衡，進而調控水凝膠的黏附強度達使其到最佳，其對陶瓷、鐵片和豬皮的黏附強度可分別達125、142和120 kPa。
圖1 PACG-BG納米雜化水凝膠黏附機理圖
所制備的納米雜化水凝膠不僅具有良好的黏附強度，也具有優良的力學性能、室溫快速自修復性能及生物相容性。將該水凝膠用于體外模擬胃穿孔的修復，結果顯示，水凝膠可以完好地將兔胃的破洞密封，并且倒置時不會發生模擬胃液的泄漏。將修補好的兔胃在潮濕的環境中放置3天，水凝膠依然可以很好地黏附在破洞處，未發生液體的泄漏。該水凝膠可隨身攜帶，即開即用，即使干燥后復水，仍能恢復黏附性能，有望成為緊急情況自救用的“創可貼”。該工作即將在《高分子學報》2019年第6期“生物醫用高分子”專輯出版。
圖2 用PACG-BG水凝膠貼片修補破損的兔胃，灌注模擬胃液放置3天后，水凝膠仍可牢固地黏附在胃的表面，未發生液體的泄漏
崔春燕博士生是該論文的第一作者，劉文廣教授為通訊作者。該項工作得到國家自然科學基金(基金號51325305，51733006)資助。
論文鏈接：http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180270liuwenguang.pdf
doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.18270
