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仿貽貝機理的導電、超強、自粘附的石墨烯水凝膠

來源: 中國粉體網訊 發布時間:2016-12-29 瀏覽量:
  水凝膠因其高含水率、良好的柔軟性、適中的硬度和摩擦系數、與人體軟組織類似的結構而很有潛力成為人體軟組織修復材料。
  
  但是,高強度水凝膠的主體成分多為中性高分子,不利于細胞粘附增殖。本文借鑒天然仿貽貝材料的自粘附性,并結合石墨烯納米增強,首次成功制備了一種具有良好細胞親和性、組織粘附性的高強度導電水凝膠。該水凝膠中的聚多巴胺組分具有與貽貝分泌的粘附蛋白類似的化學組分,從而賦予水凝膠廣泛的粘附性以及細胞親和性。另外,水凝膠中的氧化石墨烯(GO)在多巴胺形成聚多巴胺過程中被半還原形成導電石墨烯與氧化石墨烯的復合物(pGO),pGO在水凝膠中既充當導電成分,又扮演納米增強劑的角色,因此在賦予水凝膠優良導電性的同時也提高了水凝膠的力學性能,使其具有超高的拉伸性能。

  

  西南交通大學魯雄教授課題組針對水凝膠高強度與細胞親和性難以兼具的難題,基于仿貽貝機理,研發了集合力學性能、導電性、自粘附、自修復性能和生物相容性為一體的新型石墨烯導電水凝膠。在水凝膠的應用中,本文展示了該水凝膠作為自粘附型生物電極的應用潛能。這種同時具有導電、自粘附性能的水凝膠能夠方便的,快捷的粘貼在人體皮膚表面,作為導電電極測量生理信號。且與商用電極相比,本研究制備的導電水凝膠可以多次粘附,從而多次收集可靠的、穩定的信號。另外,該水凝膠還可以作為生物電子器件植入體內研究活體組織行為。
  
  綜上所述,本文將貽貝粘附的化學機理引入超強水凝膠中,為制備多功能超強水凝膠的提供了一種新思路,解決了傳統水凝膠制備中組織/細胞親和性與超強力學性能之間的矛盾,拓展了超強水凝膠在生物醫學領域的應用。
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