生物相容性纳米纤维素自愈合水凝胶的构建及其性能

Fabrication and properties of biocompatible nanocellulose self-healing hydrogels

王汉琛 ¹吴嘉茵 ¹黄彪 ²卢麒麟¹

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作者信息

1. 福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002;闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室,福建福州 350108
2. 福建农林大学材料工程学院,福建福州 350002
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摘要

针对水凝胶存在力学性能差、受损后性能难以恢复导致使用寿命短,以及有毒交联剂的使用带来生物相容性差的问题,以明胶(Gel)为基质,双醛纳米纤维素(DNCC)为增强相,通过动态亚胺键形成第一重交联网络,并引入单宁(Ta)和四硼酸钠(Borax)形成多重氢键和动态硼酸酯键,基于动态共价键和氢键协同制备了具有三重交联网络的生物相容性纳米纤维素自愈合Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶,并对其结构和性能进行表征.结果表明:Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶具有良好的热稳定性、柔韧性及可注射性,相比于Gel/DNCC水凝胶,其力学性能和胶体黏弹性明显提高,断裂强度从0.138 MPa增加到0.353 MPa,增加了155.7％,储能模量从960 Pa升高到1550 Pa,提升了61.4％;室温环境下,无需外界刺激,受损的水凝胶能够在1 h内快速愈合,愈合效率达到98％;经质量分数0.5％的明胶纤维素复合物浸提液处理72 h后,成纤维细胞凋亡率小于5％,表明Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶具有良好的生物相容性.

关键词

智能材料/明胶/单宁/四硼酸钠/双醛纳米纤维素/多重氢键/自愈合水凝胶/生物相容性

Key words

smart material/gelatin/tannin/borax/dual formaldehyde nanocellulose/multiple hydrogen bond/self-healing hydrogel/biocompatibility

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基金项目

国家自然科学基金(32301529)

福建省科技创新重点项目(高校类)(2021G02011)

福建省自然科学基金面上项目(2021J011034)

闽江学院引进人才项目(MJY18010)

出版年

2023

纺织学报

中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.699

ISSN：0253-9721

参考文献量1

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