黄泽宇 水凝胶材料
超分子水凝胶的制备与应用
超分子水凝胶的制备与应用
严铟蕾;胡琼;牛利
【期刊名称】《材料研究与应用》
【年(卷),期】2022(16)5
【摘要】水凝胶在日常生产与生活中发挥着重要作用,但传统水凝胶由于缺乏刺激响应性等动态性,无法满足日益增长的生产与生活需求。
因此,制备并应用具有优异自修复性、刺激响应性以及可适应性等动态性的超分子水凝胶(SHGs)备受关注。
综述了SHGs的制备与应用研究进展,系统归纳了高分子类SHGs(如聚丙烯酸SHGs、聚丙烯酰胺SHGs等)和天然高分子类SHGs(如壳聚糖SHGs、透明质酸SHGs等)的合成方法,阐述了SHGs在生物医药、柔性传感、防污材料等领域中的应用情况,最后展望了SHGs存在问题及发展趋势。
【总页数】9页(P785-793)
【作者】严铟蕾;胡琼;牛利
【作者单位】广州大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】O641.3
【相关文献】
1.一种新型超分子复合水凝胶的制备与性能研究
2.胸腺五肽超分子水凝胶的制备及其免疫调节作用研究
3.PVA/PAA/Fe3+超分子水凝胶的制备及其性能
4.基于D型
氨基酸超分子水凝胶的制备和在癌症治疗方面的研究进展5.氨基-酰胺类智能超分子水凝胶农药载体制备
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一种低摩擦、模量可调的物理水凝胶及其制备方法和应用
一种低摩擦、模量可调的物理水凝胶及其制备方法和应用水凝胶是一种高分子化合物，在水中呈现出凝胶状的物质。
它具有良好的生物相容性和可逆变形性质，已广泛应用于医学、生物工程和化学领域。
然而，目前市场上的水凝胶往往存在一些问题，如摩擦力大、模量固定等。
为了解决这些问题，我国科学家开展了一项研究，成功制备了一种低摩擦、模量可调的物理水凝胶。
这种水凝胶的研制过程经过了多次优化，具有一定的创新性和实用性。
首先，研究人员选用了一种高分子材料作为基础材料，该材料具有良好的水溶性和生物相容性。
然后，他们通过控制材料的交联程度和网络结构，使得水凝胶的模量可以自由调节。
这种方法既简单又有效，可以满足不同领域对水凝胶模量的需求。
在制备过程中，研究人员还添加了一种摩擦力调节剂，以降低水凝胶的摩擦力。
这种摩擦力调节剂具有良好的耐磨性和润滑性，可以有效地减小水凝胶与周围环境的摩擦力，提高使用效果。
此外，研究人员还针对不同应用场景对水凝胶的性能进行了优化。
例如，在医学领域，他们调节了水凝胶的表面活性，使其在体内具有优异的生物相容性和生物降解性能；在生物工程领域，他们改变了水凝胶的孔隙结构，以提高其载药性能和生物材料附着能力。
这种低摩擦、模量可调的物理水凝胶具有广泛的应用前景。
在医学领域，它可以作为软组织修复材料，用于再生医学和外科手术；在化学领域，它可以作为催化剂载体，用于催化反应；在生物工程领域，它可以用于细胞培养和人工组织构建。
总之，这种低摩擦、模量可调的物理水凝胶的成功研制，为我们开辟了一条新的研究方向。
它不仅解决了传统水凝胶存在的问题，还提供了更多的应用选择。
相信在不久的将来，这种物理水凝胶将会有更广泛的应用，并为相关领域的发展做出积极贡献。
一种纳米复合水凝胶敷料及其制备方法和应用[发明专利]
![一种纳米复合水凝胶敷料及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d60ccd0cec630b1c59eef8c75fbfc77da3699758.png)
专利名称：一种纳米复合水凝胶敷料及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：雷波,王怡丹
申请号：CN202111592606.5
申请日：20211223
公开号：CN114225101B
公开日：
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种纳米复合水凝胶敷料及其制备方法和应用，该方法以聚醚F127高分子水溶液作为反应介质，按照一定比例加入植酸钠和氯化铜；在冰水浴环境下，通过磷酸根与铜离子的配位组装策略，植酸铜逐步成核、生长，均匀分散在F127水溶液中；最后将反应体系的pH调节至中性，并通过水浴加热使反应液逐渐转变成凝胶状态，即制备得到纳米复合水凝胶。
本发明中所提出的纳米复合水凝胶敷料，制备方法绿色环保，原料安全，成本低廉。
该方法制得的水凝胶敷料具有优异的力学性能和生物活性。
纳米复合水凝胶优异的温敏、可注射和自愈合性确保其能够应用于复杂的创面环境。
申请人：西安交通大学
地址：710049 陕西省西安市咸宁西路28号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：贺小停
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导电高分子水凝胶及其应变传感性能研究进展
导电高分子水凝胶及其应变传感性能研究进展
王石;陈昱恺;周新甲;呼博渊;王勇;李瑜;井新利
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2024(38)11
【摘要】导电高分子水凝胶特指以本征型导电高分子聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩等作为导电组分的一类水凝胶。
水凝胶的介质环境有助于导电高分子保持质子酸掺杂状态,导电高分子的有机骨架又易与水凝胶网络结合,因此含有导电高分子的水凝胶具有丰富的可设计性,在应变传感领域表现出可观的应用前景,是一种极具潜力的柔性电子材料。
本文结合导电高分子水凝胶最新研究进展,系统归纳了亲水性高分子网络与刚性的导电高分子复合形成三维交联网络的构建策略,指出了提升该类材料力学性能、导电性能和抗冻性能的关键制备方法,并分析了其应变传感性能的影响因素。
【总页数】11页(P243-253)
【作者】王石;陈昱恺;周新甲;呼博渊;王勇;李瑜;井新利
【作者单位】西安交通大学化学学院;江苏宝利金材科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.双网络互穿结构导电水凝胶的构建及其应变传感性能
2.导电水凝胶微纤维的微流控制备及应变传感性能研究
3.聚乙烯醇/聚吡咯复合导电水凝胶应变传感器的制备
及性能4.基于导电水凝胶的柔性应变传感器研究进展5.导电水凝胶的制备及用于应变传感器的研究进展
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水凝胶中的抗菌技术
水凝胶中的抗菌技术
陈雨默;杨瑞昊;吴勇杰;张更鑫;孙康;陶可
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2024(55)3
【摘要】细菌感染及其耐药性是当今世界面临的巨大健康难题之一,每年给全世界造成了巨大的人员伤亡和经济损失。
水凝胶是一种三维聚合物网络结构胶体,其亲水性好,具备独特的三维网络、良好的生物相容和细胞粘附性,因而水凝胶是一种适用于抗菌领域的新型生物材料,也有望于成为解决抗生素耐药性的潜力抗菌材料。
根据相应的抗菌方式,水凝胶中的抗菌技术可以大致归纳为以下几类:(i)负载抗菌物质水凝胶;(ii)具有固有抗菌活性水凝胶;(iii)利用光响应疗法的抗菌水凝胶。
文章简略介绍各种水凝胶抗菌技术的基本原理,方法和应用,并对未来存在的困难和挑战进行初步探讨。
【总页数】9页(P3001-3008)
【作者】陈雨默;杨瑞昊;吴勇杰;张更鑫;孙康;陶可
【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O644.1;O636.9;R318.08
【相关文献】
1.壳聚糖在抗菌纸中的应用——抗菌纸技术性能测试
2.壳聚糖基水凝胶搭载抗菌剂在伤口愈合中的应用
3.纳米抗菌水凝胶的研究进展及其在竹质材料防霉中的应
用前景4.水凝胶敷料与负压封闭引流技术联用在四肢开放性骨折患者中的应用效果
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多肽类水凝胶的制备与应用
多肽类水凝胶的制备与应用黄泽宇; 黎新明; 黄雪; 张步宁; 陈循军; 冯光炷; 尹国强【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】4页(P21-23,57)【关键词】多肽; 水凝胶; 制备; 应用【作者】黄泽宇; 黎新明; 黄雪; 张步宁; 陈循军; 冯光炷; 尹国强【作者单位】仲恺农业工程学院化学化工学院广东广州 510225【正文语种】中文【中图分类】Q514.3水凝胶是高分子空间结构上呈现相互交联的三维网络的亲水性聚合物，这种结构在水溶液中表现为溶胀而不溶解。
多肽水凝胶是多肽或者多肽衍生物为交联的高分子链而形成的水凝胶。
由于高分子链是氨基酸组成的多肽或者蛋白质，因而多肽类水凝胶也可以称为蛋白质水凝胶。
与化学合成的高分子形成的水凝胶相比，多肽类水凝胶具有原料来源广、对环境友好、可自然降解、具有良好的生物相容性等特点，具有广泛的应用前景。
1 多肽类水凝胶的分类根据高分子网络内部交联方式的不同，多肽类水凝胶可以分为多肽类物理凝胶和多肽类化学凝胶。
按照制备方式不同，可以分为天然多肽类水凝胶和共聚改性多肽类水凝胶[1]。
天然多肽类水凝胶是天然多肽未经改性或者稍微改性后制备的水凝胶；共聚改性多肽类水凝胶是天然多肽与其他高分子通过官能团间共聚而制备的水凝胶。
1.1 天然多肽类水凝胶天然多肽类水凝胶利用多肽或者改性的多肽作为主体形成水凝胶。
氨基酸数量不超过5的多肽称为短肽或者是寡肽；如果短肽不是N-末端修饰的，并且不含任何短肽化学缀合物，这样的多肽通常不能形成水凝胶。
N-末端修饰的多肽通常是一种芳香族基团存在于多肽N-末端，其结构如图1所示。
这种N-末端修饰基团有助于短肽凝胶的形成[2-3]。
图1 短肽的N-末端修饰Fig.1 N-terminal modification of short peptides1.2 共聚改性多肽类水凝胶将多肽与一些高分子共聚，可以制备出性能良好的多肽水凝胶。
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• 按照水凝胶材料在医药上的应用，可以大致分为两类，一种是体内用水 凝胶与体外用水凝胶。 • 体内用水凝胶通常是可植入体内的水凝胶材料，去要求植入创面小，通 常是指可注射的水凝胶材料，注射进入人体的水凝胶随着体液，血液进 入人体，水凝胶前驱体与细胞、生物活性物质反应将药物递送到需要治 疗的部位。水凝胶具有极强的形状适应性，极小的注射创口却可以形成 极大的作用面积。最近流行的纳米凝胶材料，以更小的尺寸进入人体， 有些甚至可以口服进入人体（例如胃部），直接作用于人体。因此，体 内用水凝胶常用于制备药物和基因载体，细胞传输载体和狙织工程支架 等领域。 • 体外用水凝胶，通常是用创伤修复敷料，对比传统敷料，其能够与创口 结合而不黏连，并且保持创面良好的透气性，使得创面环境不易滋生细 菌。 • 医用水凝胶目前仍旧存在一些明显需要改善的缺点，例如难以控制给药 速率，其结果是使得载药量大使得产生脱靶效应，生物机体受药物损伤。
• 血液相容性水凝胶材料 近年来，在对水凝胶材料抗血栓性研究中，发现具有微相分离结构的 聚合物往往具有优良的血液相容性，因而引起人们极大的兴趣。例如在聚 苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯的结构中接枝上亲水性的甲基丙烯酸－β－羟 乙酯，当接枝共聚物的微区尺寸在20～30 nm范围内时，就有优良的抗血 栓性。在微相分离水凝胶材料中，国内外研究得最活跃的是聚醚型聚氨酯， 或称聚醚氨酯。聚醚氨酯是一类线型多嵌段共聚物，宏观上表现为热塑性 弹性体，具有优良的生物相容性和力学性能，因而引起人们广泛的重视。 抗凝血性其原理是生物膜的主要组成物质是脂质和蛋白质, 膜表面的 脂质构成亲水区, 蛋白质构成疏水区, 因此, 生物膜为亲水区、疏水区镶嵌 的微观非均相结构, 其血液相容性是最理想的。由此可能推知, 具有亲水一 疏水微相分离结构的高分子材料最有可能用作血液相容性材料。
生物医用材料
水凝胶材料
主讲人：黄泽宇
一. 水凝胶材料的定义 二. 水凝胶材料的分类 三. 水凝胶材料的制备工艺 四. 水凝胶材料的在医药研究进展
一 水凝胶材料的定义
• 胶是一种固体的、类似果冻的材料。这种材料可以很柔软，也可以很坚硬。 凝胶是一种充分稀释的交联系统，在稳定状态下没有流动性。以重量计算， 凝胶的主要成分是液体，但由于液体中的三维交联网络，凝胶在很多方面有 着与固体相近的特性。-----选自维基百科 • 水凝胶与体液、血液及人体组织相接触时均表现出了良好的生物相容性，它 能将代谢产物排出而又不影响生命体的代谢过程。水凝胶在性质上类似于细 胞外基质，比其它的合成生物材料更接近于生物体组织。此外，水凝胶吸水 后能减少对周围组织的摩擦和机械作用，显著改善了材料的生物学性能。不 少天然水凝胶和合成水凝胶因其良好的生物相容性、生物降解性、无毒性和 • 简而言之，水凝胶材料就是一种有较高吸水率的吸水性树脂。由于水凝胶 具备的吸水膨胀的性能，能够保有极大水量的同时不溶解，因此具有极佳的 生物相容性，使得其在医用方面，特别是与人体组织接触方面具有极优良的 应用前景。
内容参考：生物医用水凝胶材料的研究进展罗芳
四.水凝胶材料在医用上的研究热点
• 智能凝胶 智能水凝胶包括温敏性、p H敏感性、盐敏性、电场敏感、光敏感及 压敏水凝胶。研究和发展具有多重响应功能的杂交型智能水凝胶成为这一 领域的前沿。近几年智能凝胶在细胞培养基质、酶的活性控制、靶向给药 等生物领域的应用日益增多。 香港科技大学通过基因编码的形式在培养皿制备出具有与人体高度切 合的蛋白质纳米凝胶，用于治疗糖尿病。 目前，有人利用水凝胶制备一种新型的水凝胶绷带，用于治疗伤口， 控制器给药的速率并与伤口实现较好的粘合性。 /watch/547949360471411992.html?&recFrom =site
文献参考：水凝胶在医学领域应用研究进展
注入特定的水凝胶材料用于修复膝盖软骨， 刺激长出糖胺聚糖
谢谢大家
[1]刘松涛. 聚（2-噁唑啉）、聚乙二醇在医用金属材料表面修饰及医用水凝胶制备中的应用[D].中 国科学技术大学,2017. [2]高欣. 多聚糖医用水凝胶敷料的制备和性能研究[D].南京理工大学,2016. [3]王薇,关国平,王璐. 生物医用水凝胶研究进展[J]. 生物医学工程学进展,2015,36(04):221-225. [4]荆晶. 医用高性能水凝胶材料的合成工艺研究[D].吉林大学,2015. [5]隋志甫,赵志力,李华锋,石成方,杨蓉娅. 医用水凝胶在面部注射美容中的应用及临床疗效观察[J]. 实 用皮肤病学杂志,2014,7(03):188-189. [6]罗芳. 生物医用水凝胶材料的研究进展[J]. 广东化工,2011,38(08):104-105. [7]王轶,张黎明. 医用高分子水凝胶的设计与合成[J]. 功能高分子学报,2004,(02):330-336. [8]李贤真,李彦锋,朱晓夏,李柏年,刘刚. 高分子水凝胶材料研究进展[J]. 功能材料,2003,(04):382-385. 图片视频来源网络
部分内容参考：聚（２－啜嗤晰）、聚乙二醇在医用金属材料表面修饰及医用水凝胶制备中的应用
三.水凝胶的制备工艺
• 水凝胶的制备工艺在微观上都可以视为交联反应，按照产生交联的作用力 可分为物理交联和化学交联。 • 水凝胶的物理交联是指通过物理作用力例如静电作用、氢键、链的缠绕等 形成交联制备的水凝胶，其水凝胶的优点特点是无毒，易生物降解，制备 方法简单，缺点是凝胶稳定性差，使得在医用特别是体内用水凝胶上，容 易受到身体不同细胞环境，PH的影响而分解。 • 水凝胶的化学交联指在化学交联剂、引发剂的作用下，通过共价键将高聚 物链结合成，优点是稳定性好，生产成本低。但是一般的化学交联合成容 易造成引发剂、交联剂以及未反应的单体残留，而这些小分子的残留物质 容易生命体的不良反应，导致合成的水凝胶材料生物相容性降低，因此不 适合一些对生物安全性要求较高的应用领域。
四.医用水凝胶的在医药上的应用
• 口腔上的应用 在口腔疾病中，软、硬组织都会有不同程度的缺损，需要种植体植入 缺损部位加以修复，得到理想的组织形态和修复效果。鉴于水凝胶对肌细 胞和神经细胞的亲和性，使其应用于口腔防护当中成为可能。
• 在医学美容上的应用 在美容上，将水凝胶材料作为体内填充物达到美容，改善形体仪态使 得大量用于人体美容的填充物成为一个非常热门的研究方向。聚丙烯酰胺 水凝胶（ＨＰＡＭＧ）一直被用于女性乳房整形和隆鼻等，但是ＨＰＡＭ Ｇ在注射后约6.1年出现炎症，在２００６年被禁止使用。现在，硅胶是应 用于乳房整形最多填充物，但是却存在引发组织炎症的缺点。因此开发有 效的替代材料成为必然。 • 在骨组织工程上的应用 骨组织的修复再生与替代，必须需要植入体快速的担负关节等结构的 负荷作用、摩擦作用以及力学响应。多数研究表明传统材料未能完全达到 植入体所需要的柔韧性和高弹性。Gong提出的“双重网络凝胶”（DN 凝胶）理论，将“硬而脆”和“软而韧”的高分子相互组合，使两者保持 独立网络结构得到DN水凝胶，是可以与生物软骨相媲美的。
纳米凝胶的网状结构
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芦荟
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二.水凝胶的种类
• 水凝胶按照制备的材料可以分为天然高分子水凝胶与合成高分子水凝胶. • 天然的高分子水凝胶具有与天然细胞外基质相似的大分子性能，因而有 较好的生物相容性，但同时也存在一些缺点：材料的机械强度较低性能 的重复性较差、结构与性能可调范围较窄等，致使其在医学上的实际应 用受到限制。常见的高分子水凝胶又可以分为多糖水凝胶和蛋白质水凝 胶。主要的多糖水凝胶有壳聚糖、透明质酸、海藻酸等，多肽类水凝胶 有胶原蛋白、明胶等。 • 合成高分子材料的优点是易于控制制备条件、生产的重复性好、通过简 单的物理和化学改性能获得较为广泛的性能，从而满足不同的需要。但 合成高分子材料亦有一些明显的缺点，如生物相容性较差、可用来制备 水凝胶敷料的原料种类有限，用于制备医用的水凝胶无法去除毒性物质 等。常用的合成离分子材料有聚乙二醇、聚乙稀醇、聚丙巧酸、聚乙巧 化咯焼丽、聚甲基丙稀酸－２－羟乙醋、聚己内醋、聚乳酸等。
文献参考