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  當(dāng)體內(nèi)組織或器官受到較大的創(chuàng)傷時，需要對組織創(chuàng)傷部位進行縫合，而使用手術(shù)縫合線可能對組織造成二次傷害加重病人的痛苦，也會造成組織間的黏連。因此，尋求容易操作、無需清除的生物可降解組織黏合劑以替代傳統(tǒng)的手術(shù)縫合線成為當(dāng)務(wù)之急。但是，目前已經(jīng)被報道的組織黏合劑均表現(xiàn)為兩面黏附，除了里側(cè)黏附受損組織外，外側(cè)也會黏附其他組織，造成組織黏連，嚴重影響其對于內(nèi)臟器官的修復(fù)。

  近日，天津大學(xué)劉文廣教授團隊設(shè)計了一種“兩面神”黏附水凝膠，該凝膠的兩面表現(xiàn)出了截然相反的黏附特性，一面可以牢固地黏附在體內(nèi)的受損組織以替代手術(shù)縫合線，另一面不具黏合性，可以有效防止組織間發(fā)生黏連。通過使用寡聚糖對側(cè)鏈含有羧基的水凝膠進行單面浸泡，寡聚糖與凝膠內(nèi)部的羧基發(fā)生梯度復(fù)合從而形成了一種在濕態(tài)下可快速實現(xiàn)對組織黏附的“兩面神”水凝膠（圖1）。

Figure 1. A: Schematic illustration of the formation of Janus hydrogel by gradient polyelectrolyte complexation via dipping one-side of carboxyl-containing self-adhesive hydrogel in polycation solution, as well as its application for underwater adhesion; B: the adhesion property of bottom surface of the Janus hydrogel to stomach; C: the adhesion property of top surface of the Janus hydrogel to stomach. (Scale bar: 1.5 cm)

  含羧基的凝膠與寡聚糖直接接觸的一面，因羧基幾乎全部被復(fù)合而失去黏附性，而遠離寡聚糖溶液的一面，則因在最外表面保留了自由羧基而具有黏附性，并且由于羧基和氨基的靜電復(fù)合導(dǎo)致的相分離還賦予了該面疏水和排水的能力，因此，這一側(cè)表面對生物軟組織均顯示出了優(yōu)異的濕態(tài)黏附效果（圖2）。

Figure 2. Underwater instant adhesion of the Janus hydrogel to PAAm hydrogel, pig skin, stomach and intestine; all the adhered substrates can lift a weight of 100 g.

  將該“兩面神”黏附水凝膠用于動物體內(nèi)胃穿孔的修復(fù)，黏附面可以牢固地黏接在胃穿孔部位，促進了穿孔部位的組織修復(fù)，而不粘面則起到了防止組織間黏連的作用，并且該凝膠在體內(nèi)14天內(nèi)完全降解。而使用手術(shù)縫合線對胃穿孔部位進行修復(fù)后，則表現(xiàn)出了明顯的組織黏連（圖3）。

Figure 3. Janus hydrogel for gastric perforation repair. A rabbit stomach perforation model was created by piercing the stomach with scissors (stomach perforation diameter is about 0.5cm) and rabbit’s gastric perforation was repaired with the Janus hydrogel (A) (the bottom surface of the Janus hydrogel was adhered to the perforation site of the rabbit stomach, and the top surface of the Janus hydrogel was gently pressed for 30 s) and surgical suture (B) with a comparison of the healing effect at day 7, 10 and 14 after surgery (the blue and green circles are the gastric perforation sites of the rabbit’s stomach).

  目前上述工作已發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，論文第一作者為天津大學(xué)材料學(xué)院博士生崔春燕，通訊作者為天津大學(xué)材料學(xué)院劉文廣教授。 

  兩面神思：思前慮后困縈身，循矩終難入法門。雅努斯神遲啟悟，黏防隨意化陽陰。

  論文連接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202005689