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组织工程和生物医学应用的优异高分子材料:透明质酸水凝胶

2020-08-13 来源:转载自第三方

在众多医用高分子材料中,来自于自然的透明质酸(HA)具有良好的生物相容性和可生物降解性,机体中发挥多种重要的生理功能,比如润滑关节、调节血管壁的通透性、促进创伤愈合等,在医学方面已得到广泛应用。但透明质酸稳定性差、吸水性强等缺点导致其在高精度成型领域存在较大的局限性,因此,对其进行改性是拓宽其应用范围的研究重点。

最近,北京市生物医学工程高精尖创新中心常凌乾教授与浙江工业大学陈枫副教授、浙江大学附属第二医院刘震杰副主任医师合作,使用甲基丙烯酸酐对透明质酸进行改性,然后使用四臂星形结构交联剂在波长405纳米紫外光辐照下使其固化,快速制备了一种无毒无小分子污染、体内可降解的透明质酸水凝胶。

 

制备过程中,研究团队发现随着四半胱氨酸交联剂用量的调整,透明质酸水凝胶的固化时间和力学性能也得到大幅度调整,在1 wt %交联剂用量条件下,透明质酸水凝胶紫外固化成型时间小于60秒,拉伸强度可达0.65 kPa,压缩强度可提升至69.28 kPa。这种生物凝胶材料在含水量90%的情况下仍能保持良好的机械强度,研究团队采用光影印法,成功制备精度为10微米的透明质酸图案化表面。

此外,生物学实验表明,该凝胶能够有效促进血管内皮生长因子(VEGF)的释放,促进细胞生长,并具有良好的生物相容性和优异的可降解性,即使是高交联度水凝胶样品植入在小鼠体内三至四周后也已完全降解。 

总体而言,这种透明质酸水凝胶是一种有前途的生物医学材料,具有较高的成型精度,优异的机械性能和良好的生物相容性,在各种组织工程和生物医学应用中具有巨大的潜在价值。

参考文献:Qianmin Zhang, Xiaojuan Wei, Yongli Ji, Li Yin,etc.Adjustable and ultrafast light-cured hyaluronic acid hydrogel: promoting biocompatibility and cell growth[J].Journal of Materials Chemisry B.https://doi.org/10.1039/C9TB02796C


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