水凝膠：看看未來的“智能創(chuàng)可貼”長啥樣？

“智能傷口敷料”必要時可以釋放藥物，能夠?qū)ζつw溫度的變化做出反應(yīng)。如果藥物將盡，它甚至還能亮燈報警。
新的敷料可隨著身體伸展。它不僅可以在佩戴者彎曲膝蓋或肘關(guān)節(jié)時保持不移位，而且它內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)和電子儀器在拉伸時也能保持完好無損且功能正常。

設(shè)計和開發(fā)新型水凝膠敷料的研究團(tuán)隊是由麻省理工學(xué)院（MIT）機(jī)械工程系Xuanhe?Zhao教授領(lǐng)導(dǎo)的。

這一研究發(fā)表于《自然材料學(xué)》雜志上。

什么是水凝膠？

我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多物品都具有水凝膠的特性，從軟性隱形眼鏡、避孕套到一次性尿布。發(fā)膠、牙膏和植物水晶體都是用水凝膠制成的。海藻酸鈉水凝膠與蘆薈結(jié)合的傷口敷料可以保持傷口濕潤并促進(jìn)細(xì)胞再生。

來自美國馬薩諸塞州波士頓劍橋高分子集團(tuán)的Gavin?Braithwaite指出，水凝膠是親水性的，可能含有80%或更多的水份，它具有滲透性并可以進(jìn)行溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。它們還可以具有粘彈性且表面光滑。它們還對環(huán)境變化敏感。所有這些特性都使得它們具有多種功能。

因?yàn)槟軌驖M足多種功能的需要，水凝膠的未來一片光明，包括在脊髓再生、神經(jīng)組織工程甚至器官生成等過程中發(fā)揮重要作用。

水凝膠的結(jié)構(gòu)是其獲得成功的關(guān)鍵。它所具有的親水性聚合物鏈的物理或化學(xué)交聯(lián)使其可以容納或吸收水份高達(dá)其體積99%之多。

要合成水凝膠，形成其基礎(chǔ)的聚合物鏈要么是化學(xué)合成的，要么來自天然聚合物?？赡苁堑鞍踪|(zhì)，如膠原蛋白和明膠，也可能是多糖，如淀粉，海藻酸鈉和瓊脂糖。水凝膠的天然來源包括蝦殼和海藻。

極高的含水量使它們?nèi)彳洝?/SPAN>“黏糊糊的”且彈性十足，就像隱形眼鏡，其吸水性超強(qiáng)，如嬰兒尿布。它們也可以很脆。它們具有什么樣的特性取決于它們的組成如何。

有一段時間，材料科學(xué)家們已經(jīng)看到了水凝膠多種不同的應(yīng)用潛力，他們一直在不斷擴(kuò)大這種特殊物質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域。

水凝膠敷料

水凝膠敷料并不是新鮮事物，它的首次出現(xiàn)可以追溯到20世紀(jì)50年代。然而，最新進(jìn)展帶來了一些創(chuàng)新性的想法。

常見的水凝膠敷料包括可在管道中自由流動的凝膠和錫箔包，含飽和水凝膠的紗布墊或繃帶制劑，或是由細(xì)纖維網(wǎng)支撐的凝膠薄片。

水凝膠敷料提供充足水分，促進(jìn)傷口愈合，并清除壞死組織。其高含水量能夠冷卻傷口，緩解疼痛。水凝膠也可以防止敷料直接粘在傷口表面。

水凝膠極富堅韌性，可以是多孔的，允許擴(kuò)散，或是致密的，這取決于它是有什么組成的。它們可以滿足各種不同的需求。

澳大利亞臥龍崗大學(xué)將水凝膠描述為“地球上最具生物相容性的材料”。事實(shí)上，動物體主要就是由水凝膠組成的。

人體組織和合成水凝膠具有很多共同點(diǎn)，最新產(chǎn)品具有與身體組織相似的特性，使它們可以作為越來越多醫(yī)療應(yīng)用的一種最佳選擇。

去年，今日醫(yī)學(xué)新聞報道了一種可以象皮膚一樣拉伸的水凝膠的最新進(jìn)展。

科學(xué)家們一直致力于利用水凝膠的這些特性，希望能夠開發(fā)出一種能夠模擬生物組織及其功能的“智能材料”。