《PNAS》東南大學趙遠錦教授團隊研製出自修復光子晶體水凝膠

受人體組織自修復過程啟發，他們研製出一種自修復光子晶體水凝膠，具有潛在生物醫學應用價值。

這項由東南大學生物醫學工程學院教授趙遠錦課題組完成的研究成果，發表在新一期美國《國家科學院學報》上。

水凝膠材料由於其獨特的柔軟性及保水功能被廣泛用於生物感測、組織工程等方面；但這種材料在生物醫學領域也面臨應用局限，由於組成穩定、結構單一，它還無法實現自修復功能。

趙遠錦課題組提出了構建三維交聯網格複合凝膠體系的方法來解決這一難題。蛋白石光子晶體、反蛋白石光子晶體往往不具備自修復功能。該組首先製得聚甲基丙烯酸酯凝膠(GelMA)反蛋白石光子晶體骨架，然後將含有葡萄糖氧化酶（GOX）和過氧化氫酶（CAT）的戊二醛交聯BSA水凝膠注入反蛋白石結構內部，這種方法獲得的複合材料就具有自修復功能，「完全斷開的材料都可以被修復」。

圖1 具有自修復功能的反蛋白石光子晶體水凝膠製備示意圖

趙遠錦告訴新華社記者，這項工作的主要創新點是複合結構的設計，「這種設計可以賦予很多非自修復的水凝膠自修復功能，有點類似於植物的嫁接、器官的移植等」。

他強調說，這項研究所選用的兩種水凝膠都不是他們研製的，但是將非自修復凝膠與自修復凝膠複合在一起來構建新型自修復凝膠的設想，是他們最先提出的。

圖3 具有自修復功能的反蛋白石光子晶體水凝膠

研究顯示，這種複合水凝膠在自修復前後都表現出了較好的生物相容性，表明了其潛在的生物醫學價值。另外，值得一提的是，這類新型結構色材料可以像搭積木一樣進行組裝，構築一些列形狀和結構，比如1D超細纖維，2D圖案和3D光子通道結構等，有望用於藝術品、光波導、防偽等領域。

圖4 構築三維光子晶體材料

參考文獻：

來源：高分子科學前沿 部分來源新華社華盛頓 記者 林小春

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！