多重刺激響應性纖維素導電離子水凝膠驅動器;綜述:甲基丙烯酸化透明質酸和硫酸軟骨素的合成、性能及應用;

2021-01-21 增材製造前沿發展

1、用於智能可穿戴設備和熱驅動器的多重刺激響應性纖維素導電離子水凝膠

    （DOI：10.1021/acsami.0c16719）

刺激響應性水凝膠，如導電水凝膠和熱響應水凝膠，已被廣泛研究，並被認為是可穿戴設備和人工肌肉等智能材料的潛在候選材料。然而，現有的對刺激響應性水凝膠的研究主要集中在單一刺激響應特性上，而沒有對多刺激響應性和多功能性進行研究。儘管有些工作涉及多功能性，但所製備的水凝膠是不相容的。

本論文製備了一種彈性好、柔韌性好、導電性穩定的多刺激多功能水凝膠體系（羧甲基纖維素/聚丙烯酸丙烯醯胺）。製備的水凝膠不僅具有良好的人體運動檢測和生理信號響應能力，而且具有對環境溫度變化的響應能力。通過將導電水凝膠與熱響應性聚N-異丙基丙烯醯胺（PNIPAM）水凝膠結合形成雙層水凝膠，由於在不同的熱刺激下溶脹和收縮的程度不同，所製備的雙層水凝膠還起到兩種驅動器的作用。此外，雙層水凝膠中每層不同的熱致變色特性賦予了水凝膠一種熱響應的「智能」特性，即顯示和隱藏信息的能力。因此，所製備的水凝膠系統作為一種智能材料在離子皮膚、智能信息窗口、軟機器人等領域具有廣闊的應用前景。


2、用於組織工程的透明質酸和硫酸軟骨素（甲基）丙烯酸酯水凝膠：合成，性能和臨床評價（DOI：10.1016/j.biomaterials.2020.120602）

基於光交聯的透明質酸甲基丙烯酸酯（HAMA）和硫酸軟骨素甲基丙烯酸酯（CSMA）的水凝膠在組織工程中的應用正在研究中。HAMA和CSMA凝膠具有可調節的特性，如可定製的機械性能、溶脹特性和酶降解性。

本文綜述了已發表的（部分）有關基於HAMA 和/或 CSMA的共價交聯水凝膠臨床前開發的文獻。在整個描述過程中，對基於HAMA或CSMA的水凝膠的下一步臨床轉化提出了建議，並討論了潛在的缺陷。具體地說，講述了多種不同的獲得可聚合透明質酸和硫酸軟骨素衍生物合成路線來。討論了甲基丙烯酸度、聚合物分子量等重要參數對水凝膠形成的影響，總結了表徵水凝膠性能的分析手段。此外，還討論了所形成水凝膠的特性，包括它們的酶降解性能。最後，總結了這些水凝膠在軟骨、心臟再生和高級組織建模等應用領域的最新應用。


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