天然高分子基水凝膠具有優(yōu)異的生物相容性、可降解性及生物學(xué)特性,因此在生物醫(yī)藥領(lǐng)域得到深入研究,而柔性器件、仿生材料等尖端產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展則進(jìn)一步拓展了它的應(yīng)用領(lǐng)域。刺激響應(yīng)性水凝膠是指在周圍環(huán)境刺激下凝膠網(wǎng)絡(luò)發(fā)生形變、相變,進(jìn)而產(chǎn)生溶脹-收縮或凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變的一類智能高分子材料。具有特異響應(yīng)性的官能團(tuán)、材料與天然高分子的結(jié)合,通常是賦予凝膠刺激響應(yīng)性的主要方法。傳統(tǒng)水凝膠材料雖已有產(chǎn)品面世,但部分產(chǎn)品仍存在以下問題:(1)含有大量合成高分子材料,且高分子材料合成工藝復(fù)雜、能耗大、成本高;(2)凝膠生物相容性和可降解性不理想,不適用于體內(nèi)植入物等高端醫(yī)用領(lǐng)域;(3)凝膠成型后性能單一且不可變,無法做到"智能"響應(yīng)外界刺激,使用領(lǐng)域嚴(yán)重受限。與傳統(tǒng)水凝膠相比,刺激響應(yīng)性水凝膠因擁有空間、時間上的敏感性而引起人們的廣泛關(guān)注。相關(guān)產(chǎn)品具有多重、可變、可控的性能,大大拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。近年來,天然高分子材料的蓬勃發(fā)展,則為刺激響應(yīng)性水凝膠增添了新的機(jī)遇。目前,國內(nèi)外學(xué)者對天然高分子基刺激響應(yīng)性水凝膠的研究主要集中于:(1)開發(fā)具有優(yōu)異基礎(chǔ)性能并兼具良好生物相容性、生物可降解性的高端生物醫(yī)用材料;(...

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圖19雙響應(yīng)水凝膠的制備及基于烯胺和二硫鍵的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變示意圖[69]

圖18刺激響應(yīng)性水凝膠:(a)相轉(zhuǎn)變過程光學(xué)照片(i-v)及示意圖;(b)氧化還原響應(yīng)水凝膠相轉(zhuǎn)變機(jī)理示意圖[68]1.2.3離子響應(yīng)性水凝膠

圖24光和酶響應(yīng)水凝膠示意圖[38]

Xu課題組通過自由基共聚，得到了新型可降解的二硒交聯(lián)淀粉水凝膠(圖25)[85]。他們以羅丹明B(RB)為藥物模型，研究了它的刺激響應(yīng)釋放行為。數(shù)據(jù)顯示，在外源氧化還原劑、酶以及二者共存條件下，制備的淀粉基水凝膠表現(xiàn)出對RB可控、多響應(yīng)性釋放行為。體外降解數(shù)據(jù)驗證了凝膠良好的可控....

圖25二硒交聯(lián)淀粉水凝膠的酶、氧化和還原反應(yīng)示意圖[85]

圖24光和酶響應(yīng)水凝膠示意圖[38]通過氧化還原酶引發(fā)自由基聚合來設(shè)計水凝膠和微/納米凝膠受到越來越多的關(guān)注。Wang等[86]綜述了應(yīng)用新型酶引發(fā)水凝膠聚合的相關(guān)進(jìn)展，其中包括聚合物和雜化聚合物網(wǎng)絡(luò)的形成機(jī)理。該綜述針對界面酶聚合介紹了制備雜化微/納米凝膠的初步進(jìn)展，展示了....

圖1不同類型智能水凝膠示意圖

一般而言，設(shè)計天然高分子基智能水凝膠最有效的方法是將刺激響應(yīng)性的官能團(tuán)引入水凝膠結(jié)構(gòu)中。因此，對天然高分子材料進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)需要在前體大分子上引入相應(yīng)的刺激響應(yīng)性官能團(tuán)，即可制備出能夠感應(yīng)光、電場、磁場、酶等各類環(huán)境變化的智能水凝膠。根據(jù)刺激源的種類不同，天然高分子水凝膠....

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