强韧抗溶胀水凝胶的简单构筑及性能

雒春辉，赵宇斐

（1.北方民族大学化学与化学工程学院；2.国家民委化工技术基础重点实验室,银川 750021）

水凝胶材料含水量高，生物相容性良好，且兼具固体的支持性以及液体的传递性优点，在组织工程和生物医药领域具有广泛的应用前景［1～5］.传统水凝胶由于交联方式单一且网络结构不均匀，机械性能较差.例如，壳聚糖（CS）是常用的生物医用材料，但戊二醛交联的CS水凝胶强度在千帕范围［6］.在CS水凝胶中引入聚丙烯酰胺（PAM）网络可以提高其强度，但残余AM单体也存在安全隐患［7］.尽管透析可以除去这些物质，但是大多数水凝胶遇水体积膨胀［8］，不仅会使其强度劣化，还会损害周围细胞.因此，构筑综合性能优异的水凝胶是组织工程领域的难题.

水凝胶的溶胀率由凝胶内外渗透压及高分子链的熵弹性决定，通过精巧的结构设计可以有效抑制其溶胀程度［9～11］.Kamata等［10］在四臂聚乙二醇（PEG）水凝胶中引入温度敏感链段，依靠其在浊点温度以上时的收缩有效抑制了PEG链段的溶胀，得到了耐溶胀水凝胶.Qin等［11］将多官能团胶束引入聚乙二醇水凝胶网络中增加了交联密度并降低了聚合物链的熵弹性，所得水凝胶在模拟生理环境中稳定.但上述耐溶胀水凝胶的抗拉强度在千帕范围内，而人体软骨可承受兆帕级别的外力而不损坏［12～14］.当前，耐溶胀水凝胶的研究尽管已取得了很大进展，但复杂的构筑方法、较高的成本及非生物相容性助剂的使用限制了其实际应用.

本……