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物理交联水凝胶在提高生物相容性方面更有优势2025-03-17 09:23:53

物理交联水凝胶是指通过非共价作用形成的水凝胶,这些作用包括氢键、离子相互作用、金属配位等。物理交联制备水凝胶是一个可逆的过程,当外界条件改变时能可逆性转回溶液状态,因而可以通过改变外界环境调控水凝胶的机械性能。由于在合成过程中不引入交联剂和引发剂,物理交联水凝胶在提高生物相容性方面更有优势。这种方法合成的水凝胶内部分子间的相互作用通常没有化学键牢固,可能存在力学性能较差、稳定性较低的问题。这些问题限制了物理交联水凝胶的广泛应用,需要对其进行特殊的调整以提高其可用性。

一些研究通过改变条件制备了力学性能较好的物理交联水凝胶。通过离子相互作用构建了特定盐溶液中由阳离子和阴离子聚合形成的物理双网络水凝胶,可同时诱导交联和盐析。这两种效果都被证明可以提高原始弱凝胶的机械性能和导电性,并产生具有卓越物理性能的坚韧导电凝胶。这种交联策略可推广到其他盐离子和聚合物,有望将水凝胶的适用扩展到要求机械持久性的条件的领域。此外,由自组装蛋白质、肽和两亲性合成嵌段共聚物交联合成水凝胶也是常见制备水凝胶的物理方式。例如,制备了三种肽混合的功能化自组装肽纳米纤维水凝胶,并在由肽纳米纤维水凝胶组成的三维条件下培养间充质干细胞,观察到与对照组相比实验组间充质干细胞迁移距离更远。以上这些研究表明,水凝胶机械性能具有可调控性,且可能影响包封在其中的间充质干细胞的生物学行为。
 
化学交联水凝胶是指水凝胶分子间以共价键连接形成的支架,一般是利用化学反应或加入交联剂促进成胶。这种化学交联通常情况下是不可逆的,与物理交联水凝胶相比通常拥有良好的稳定性和优越的力学强度。通过化学交联方式可赋予水凝胶独特的性质,例如光敏性、温敏性、pH敏感性等,负载间充质干细胞后可以针对不同组织的特点进行精准修复。
 
出自《水凝胶的机械性能对间充质干细胞行为的影响》作者:关丁丁,李伟 ,孔维诗.