摘要
近年来,现代医疗领域的许多应用场景,包括皮肤创伤修复及智能可穿戴传感器等,都对材料的多功能性提出了更高的要求。当前含非共价键及动态共价键的超分子材料已被用来构建生物医用黏合剂,并因其对外部刺激的可逆相互作用而表现出独特的优势。以天然存在的小分子硫辛酸(ALA)为基体材料,通过引入多种自组装结构可得到多种性能可灵活调节的超分子聚合物,然而较弱的组织黏附性、有机溶剂及小分子封端剂的潜在毒性限制了其在生物医学中的应用。本文首先通过迈克尔加成反应制备了富含丙烯酸酯基团的支化聚(β-氨基酯) (HPAE),并将其与ALA、聚多巴胺(PDA)和银离子溶液(Ag+)混合,通过开环聚合、共价交联和原位还原反应制备了一种PALA-PDA-HPAE-Ag贴片。其中,PDA 的添加有利于材料的水相制备并提高了组织黏附性;富含丙烯酸酯基团的HPAE用于封端和稳定PALA,从而避免了小分子的毒性;HPAE中含有的咪唑基团可强力螯合Ag+,且Ag+被PALA骨架原位还原后,生成的银纳米颗粒(Ag NPs)可以与PALA体系中的二硫键络合,从而提高了材料力学强度并赋予材料优异的抗菌性。该PALA-PDA-HPAE-Ag贴片具有适宜的力学性能(弹性模量69 kPa,伸长率560%)和良好的自修复性,对各种基材及动物组织等均表现出优异的黏附性。该贴片用在全层皮肤缺损模型中可有效促进伤口愈合,此外还可作为电阻式应变传感器,用于精准监测与记录关节弯曲与伸展等行为。本文中基于ALA构建的多功能生物贴片,为满足医疗的多样化需求提供了一种极具潜力的新材料。