水凝胶资料在生物医学范畴呈现了宏伟的行使远景，成为此时最受关心的生物质地。力学成效是质地的使用条目，不外水凝胶资料先天质弱，强度低、耐性差，成为束缚其使用的瓶颈清贫。多年来，国内外琢磨人员倾泻大批的时间与精力，致力于占有这一坚苦。没合系谈，在水凝胶边界，独揽领会决力学坚苦的中心身手，就具有了敞开行使之门的钥匙。尤其是近几年，侍从着财产界对水凝胶资料的喜爱，关连方法的临床转化俨然已参加白热化竞赛阶段。但是时至今日，这一标题悠长没有取得有用处理。倘若方今已有多种选拔水凝胶力学性能的办法，例如双搜集战术以及根据聚乙烯醇的结构优化战术，但这些本事无一各异触及烦杂制备进程或坑诰制备条款，约束了其临床改动操作。

　　上海交通大学林秋宁考虑员/朱麟勇教化课题组提出一种全新的、广泛适用的水凝胶交联技术。

　　根据该身手，惯例的水溶性高分子如聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、多糖等，仅需数秒光照即可变成既强（15.3 MPa）又韧（138.0 MJ m-3）的水凝胶质量，真实推翻了水凝胶的制备与力学特点。更惊人的是，该水凝胶资料或许循环拉伸

　　，闪现了无与伦比的回弹性与耐委靡性，彻底可以与非水编制的弹性体资料如橡胶、聚氨酯等相媲美。该技术的提出，意味着高强韧水凝胶资料的制备将今后变得满有掌握，颁发水凝胶生物医用隆重的思象空间。根据该办法破坏，其实无法加工的高细致、紊乱水凝胶器件（如支架、血管等），现皆可通过光投影3D打印举行加工兴办。相关勋绩以“Rapid fabrication of physically robust hydrogels”为题揭晓于Nature Materials。榜首作者为上海交通大学

　　以聚乙二醇和通后质酸构筑的水凝胶为例，作者对该办法后背簇新的“光偶联反响”真理举行了实验证明。在此阅历中作者提醒，该水凝胶构成了瑰异的微观结构：披露力学有利的微观相割据；个中，聚乙二醇构成络续相，模量较低，通后质酸集关变成分别相，模量较高；两共同过“光偶联反响”兴办坚固界面，结束两相彻底一体化。兴趣的是，该微观结构无需薪酬用心睡觉或稳重调控，在光照下数秒内即可自觉构成。正是由来此，水凝胶的凝胶化进程反常快速且条件温暖，齐备临床易操控特点、恰当生物安全性央求，然后奠定了该技术临床转化运用的本源。

　　该技巧的一个优势在于，构筑的水凝胶质地不只力学功用活络，而且其成效参数在很大周围内可按需安顿。例如，采纳妥善配比，水凝胶质地呈现精巧的拉伸才能，或许拉伸信服至原始长度的28倍。此时，水凝胶资料的耐性高达138.0 MJ m-3，比高耐性水凝胶质量的代表——双搜集水凝胶——高出近一个数量级。如此高的耐性分析，乃至超过大广阔金属与非金属资料，如高强度钢、尼龙、关成橡胶以及木柴等，不要紧与蛛丝比肩。当配比调集，水凝胶亦可变革为不屈服的高强度资料，强度高达15.3 MPa。该强度代表已报谈共价搜集水凝胶的最高程度。值得介意的是，不论在哪种配比下，该办法制备的水凝胶都不妨分身强度与耐性成效，降服质量“强韧互斥”的遍及对立。

　　为了注释强/韧水凝胶分配的闭键，然后构成普适性构筑手腕，作者系统琢磨了水凝胶微观安排与力学成效之间的“构效合系”。通过水凝胶拉伸前后微观布局的比照与标明，作者显现了强韧水凝胶规划的信固执要素：两相界面。只要界面够强，不合相在受力经由中才力发生有用、充盈的分裂，然后耗费满足多能量，给与资料高耐性。有限元拷贝策画的收场注释，资料在受力源委中，应力更单纯在两相界面处调集。相同的来由，界面越强，不妨维护的会合应力越高，资料的强度就越高。作者进一步调度施行，削弱界面强度，“反向”解叙界面在高强韧水凝胶分配中的笃信性功率。思索已报讲的纳米复合水凝胶虽完美相离别结构，但无可靠界面支撑，论文定论有望开垦处理该类水凝胶力知识题的新政策。

　　末端，作者从水凝胶的制备年月、力学性能两个方面对新技术与现有水凝胶手工举行对照，发生新技术在水凝胶制备与力学功用方面无与伦比的归纳优势。典范地，这些方法优势可以改正此时水凝胶3D打印现状，给与打印器件更高的机闭繁芜性以及更高的打印精度。此外值得着重的是，除了水凝胶资料，该技术触及的交联真理相同适用于非水质量体系，比如丙烯酸酯弹性体，在资料制备以及力学效能擢升方面崭露可移植的技巧优势。

　　就本论文提出的“光偶联呼应”原创凝胶技艺进行了齐备的知识产权机关，从资料、制备、配方、产品及其临床操作实施整体庇护，中止此时，共请求我国、PCT、美国、欧洲和日本等呈现专利20项，已授权我国发觉专利10项、美国发觉专利3项、日本发觉专利1项。根据此，团队开辟了多款水凝胶墨水，可广阔使用于数字光处理（DLP）、挤出式等3D打印办法，用于加工创设高精度、错杂花式的水凝胶机关。一起，团队就该方法进行临床转化，当今已告终产品的工程化、安全性验证以及备案训练，定型了两款光固化医用胶产品，分裂杀青了多要点临床实施，并提交1项更始医治器件请求。身手临床蜕变所寄予的保养科技公司已收工A轮融资。

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