生物医用粘附水凝胶的设计制备及性能研究

生物医用粘附水凝胶的设计制备及性能研究

课题研究已经开始

内容描述

       苏州东博医疗器械有限公司成立于2023年1月,注册资金500万元,专注于医疗器械和生物材料的设计、制备及销售。目前,公司主要产品为生物医用水凝胶。本次活动的主题是设计和开发新型生物医用粘附水凝胶。

       水凝胶是一类由高分子三维网络构成的聚合物,内部充满大量水分,能够溶胀但不会溶解。由于水凝胶材料具有独特的性质,如可调节的机械性能、高比表面积、良好的拉伸性和生物相容性,它在医学、能源、电子、环境保护等多个领域展现出巨大的应用潜力。水凝胶因其超高的含水量,被认为是最接近人体组织的材料,特别适用于生物医学和人体组织修复。基于水凝胶的创面敷料和创口贴不仅能快速止血,还具备抗菌、防感染和促进愈合的功效。有些水凝胶甚至可以通过移植进入人体,实现骨骼修复和脊椎治疗。此外,水凝胶的柔软特性为柔性可穿戴设备的设计提供了可能,例如一些水凝胶基传感器和电子皮肤,可以检测人体的生命活动,如跑步、呼吸、眨眼和心跳等。

然而,这些应用均依赖于水凝胶优良的粘附性。如果水凝胶失去粘附性,在应用过程中就需要额外的设备或装置来固定,这不仅带来不便,还会削弱其应用优势。随着应用的深入,人们发现水凝胶在潮湿或水下环境中的粘附性会显著降低甚至消失。例如,一些水凝胶敷料在伤口出血时如果湿粘附能力差,可能无法有效止血;一些水凝胶基传感器在干燥时能紧密贴合皮肤,精确测量体征数据,但在出汗时汗液会使传感器脱落。因此,如何使水凝胶在潮湿和水下环境中仍保持较高的粘附性成为亟待解决的难题。

       众所周知,环氧类胶、丙烯酸酯类或聚氨酯类胶水在日常生产生活中发挥着重要作用,但由于其交联机制或固化条件的限制,无法在大量水的环境中应用。以502胶水为例,当其滴在水上时,会立即在水面固化,形成白色薄膜,无法显现粘结效果。即使将待粘结的物体取出,用502胶水粘结固化后再次置于水中,其粘结强度也会大打折扣,并随着浸没时间的增长而不断下降。虽然研究人员对上述胶水进行了改性,开发出一些可在水下使用的胶水,但这些胶水多用于水下建筑、船舶修复和水下管道粘结等工程,难以应用于其他领域。此外,这些胶水大多用于工程领域,难以在生物医学和人体组织修复中应用,因为它们不具备生物相容性。因此,本次活动拟吸引材料、生物、化工、医学等相关专业的研究生(在读博士/硕士)加入公司,设计和开发一种具有优异粘附性能和生物相容性,并可在潮湿和水下环境中应用的生物医用粘附水凝胶,为公司开发水凝胶新产品提供创新思路。


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