Advanced Functional Materials:基于仿贻贝水凝胶的自粘附生物电子研究进展

近日,西南交通大学鲁雄教授团队系统性总结了近年来基于贻贝启发的自粘附水凝胶生物电子的最新进展,重点阐述了基于该团队提出的通过空间限域和电子转移调控酚醌氧化还原机理赋予水凝胶生物电子自粘附性,以及仿贻贝化学赋予生物电子的多功能性。

该综述从仿贻贝化学角度对自粘附水凝胶生物电子的五种性能进行了详细讨论:

1)仿贻贝化学用于研发具有超强力学强度的自粘附水凝胶生物电子,突破了传统强韧水凝胶缺乏表面粘附性和细胞亲和性,不能用于组织修复再生的难题;

2)仿贻贝化学用于研发具有自修复能力的仿贻贝自粘附水凝胶生物电子,实现了自粘附水凝胶生物电子的损坏结构性能的自修复,保证了其长期稳定的使用;

3)仿贻贝化学用于研发具有透明性的仿贻贝自粘附水凝胶生物电子,解决了纳米填充导电水凝胶不透明和离子导电水凝胶生物相容性差,不能用于可视化生物电子应用的难题;

4)仿贻贝化学用于研发具有抗菌性的仿贻贝自粘附水凝胶生物电子,降低了可植入自粘附水凝胶生物电子细菌感染的风险;

5)仿贻贝化学用于研发用于极端环境的仿贻贝自粘附水凝胶生物电子,扩展了其应用环境,如高温、极寒和水下环境,以及人体表面汗液润湿环境及人体植入体液侵蚀环境。

最后,该综述指出了仿贻贝自粘附水凝胶生物电子所面临的条件和未来发展方向:1)研发整合多功能的自粘附水凝胶生物电子;2)结合体内复杂环境,研发稳定的可植入的自粘附水凝胶生物电子;3)研发用于各种极端环境的自粘附水凝胶人体表面生物电子;4)扩展贻贝粘附机理在自粘附生物电子设计上的应用。

相关论文以“Mussel-Inspired Hydrogels for Self-Adhesive Bioelectronics”发表在Advanced Functional Materials (DOI:10.1002/adfm.201909954)上,西南交通大学谢超鸣副教授为第一作者,鲁雄教授和美国西北大学丁永会研究助理教授为共同通讯作者。