可编程复合水凝胶材料、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN115044066A

    公开(公告)日:2022-09-13

    申请号:CN202210735288.1

    申请日:2022-06-27

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有超低迟滞的心肌细胞灵感激发的可编程复合水凝胶材料、制备方法及其应用。采用丙烯酰胺交联丙烯酸十八酯作为主网络,以经过植酸酸析作用的海藻酸纤维束作为副网络,得到一种超低回滞率的物理交联网络的水凝胶材料。该水凝胶材料在极端环境下如低温或长时间暴露在空气中具有抗疲劳耐用的优异性能。本发明操作步骤简单,制备成本低廉,避免了以往的水凝胶需要紫外光激发或高温处理等复杂步骤,获得了在复杂环境下依然抗疲劳,具有超低回滞率的可编程水凝胶功能材料,在电信号传感器件、柔性可穿戴设备、生物医学检测器件以及柔性水凝胶可编程机器人等领域具有非常可观的应用前景。

    一种水凝胶界面粘接强度的调控方法

    公开(公告)号:CN113533199B

    公开(公告)日:2022-07-05

    申请号:CN202110883408.8

    申请日:2021-08-02

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本公开提供一种水凝胶界面粘接强度的调控方法,包括:结合有限元模拟和实验测量的水凝胶内离子含量,得到水凝胶内离子扩散系数;将离子浓度饱和的第一水凝胶与无可自由移动离子的第二水凝胶粘接,并建立相应的电路模型;根据扩散系数、电路模型结合实验测量的电流数据、粘接强度数据,得到不同电场作用下水凝胶粘接强度与电流的关系;根据电流数据计算得到水凝胶界面的离子等效电荷量,从而得到水凝胶粘接界面区域离子等效电荷量与粘接强度的调控关系。本公开通过将理论模拟与实验数据结合,最终得到水凝胶粘接区域内离子含量与粘接强度的关系,进而指导精准控制水凝胶粘接强度,在水凝胶智能粘附、微结构精准控制等领域具有潜在应用价值。

    扩散驱动的特异性黏附水凝胶材料、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN113603909A

    公开(公告)日:2021-11-05

    申请号:CN202111008138.2

    申请日:2021-08-30

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本公开是一种扩散驱动的特异性黏附水凝胶材料、制备方法及其应用,属于水凝胶技术领域。该水凝胶材料主要成分包括单体、溶剂、交联剂和阳离子组分;单体与溶剂形成单体溶液,单体溶液与交联剂及阳离子组分混合后经加热充分交联聚合而形成水凝胶材料。本公开利用阳离子组分扩散时在水凝胶界面促成坚韧黏附且黏附强度随时间递进呈现的自增强效应,显著改善了水凝胶材料的机械性能,提高了水凝胶材料的断裂韧性,并赋予水凝胶材料抗冻性及环境耐受特性。制备方法中反应条件温和,操作方便,能够实现水凝胶与水凝胶之间特异性、高强度的粘接,在智能粘附、可穿戴器件及软体机器人等领域有广阔应用前景,为设计高性能和智能的凝胶粘合剂提供了新思路。

    明胶基低温注射消炎抗菌粘性水凝胶、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN113230448A

    公开(公告)日:2021-08-10

    申请号:CN202110548620.9

    申请日:2021-05-19

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 一种明胶基低温注射消炎抗菌粘性水凝胶、制备方法及其应用。该水凝胶包括明胶、羟乙基脲和安石榴苷,采用一锅混合法,将羟乙基脲加入明胶水溶液中,利用明胶与羟乙基脲的氢键相互作用,阻止明胶在低温下自行形成氢键而自凝胶化,实现低温可注射;然后再加入安石榴苷,利用安石榴苷与明胶的强氢键相互作用,形成主网络。该水凝胶作为多功能伤口粘合剂,在空气中粘接稳定,10分钟内粘接强度达45.77kPa,14天后粘接强度仍有40kPa。该水凝胶对伤口具有消炎抗菌和明显促愈合能力,实现粘接功能和生物功能一体化。该水凝胶封存于注射器或软管内,低温储存,直接用于手术粘接或黏膜修复,或涂膜于衬底,晾干后由医用酒精激发其粘性,作为日常擦伤使用。

    伤口粘合水凝胶材料、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN111514367A

    公开(公告)日:2020-08-11

    申请号:CN202010359674.6

    申请日:2020-04-29

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 一种伤口粘合水凝胶材料、制备方法及其应用。该伤口粘合水凝胶材料主要成分包括聚丙烯酸、壳聚糖、单宁酸和螯合剂,其中聚丙烯酸与壳聚糖通过静电相互作用形成互穿网络;单宁酸,用于增强伤口粘合水凝胶的粘性和酸性;螯合剂,用于将单宁酸与互穿网络中的聚丙烯酸及壳聚糖进行交联。该伤口粘合水凝胶材料在空气中和水中均呈现较高的粘接强度,且均可实现反复粘接,粘接稳定,不受酸碱影响,在水中呈现出对生物软组织的特异性粘接,对伤口具有抗菌和明显促愈合能力。其稳定的粘接强度,高粘接效率和可反复粘接大幅度节约手术时间,其水下对生物软组织的特异性粘附也方便医生操作,降低病人痛苦。除此之外还具有作为可穿戴设备基底的潜能。

    多功能特异性生物粘合水凝胶、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN111234268A

    公开(公告)日:2020-06-05

    申请号:CN202010252636.0

    申请日:2020-04-01

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 一种剪切速率敏感的多功能特异性生物粘合水凝胶、制备方法及其在感染伤口敷料中的应用。该多功能特异性生物粘合水凝胶包括丙烯酸-丙烯酰甘氨酰胺共聚物和多元酚化合物,丙烯酸-丙烯酰甘氨酰胺共聚物由丙烯酸单体和丙烯酰甘氨酰胺单体共聚而成,多元酚化合物通过氢键作用与丙烯酸-丙烯酰甘氨酰胺共聚物进行交联形成所述多功能特异性生物粘合水凝胶。本发明通过在丙烯酸-丙烯酰甘氨酰胺共聚物中添加多元酚化合物,使丙烯酸的羧基、多元酚的酚羟基、丙烯酰甘氨酰胺的羧基和氨基之间发生多重氢键交联,通过改变共聚比例和多元酚添加量,调节氢键密度,可以获得高强度对组织特异性黏附并且易于更换的多功能特异性生物粘合水凝胶。

    扩散驱动的特异性黏附水凝胶材料、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN115926210A

    公开(公告)日:2023-04-07

    申请号:CN202211559970.6

    申请日:2021-08-30

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本公开是一种扩散驱动的特异性黏附水凝胶材料、制备方法及其应用,属于水凝胶技术领域。该水凝胶材料主要成分包括单体、溶剂、交联剂和阳离子组分;单体与溶剂形成单体溶液,单体溶液与交联剂及阳离子组分混合后经加热充分交联聚合而形成水凝胶材料。本公开利用阳离子组分扩散时在水凝胶界面促成坚韧黏附且黏附强度随时间递进呈现的自增强效应,显著改善了水凝胶材料的机械性能,提高了水凝胶材料的断裂韧性,并赋予水凝胶材料抗冻性及环境耐受特性。制备方法中反应条件温和,操作方便,能够实现水凝胶与水凝胶之间特异性、高强度的粘接,在智能粘附、可穿戴器件及软体机器人等领域有广阔应用前景,为设计高性能和智能的凝胶粘合剂提供了新思路。

    一种可调控粘附界面的水凝胶材料、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN113024846B

    公开(公告)日:2021-12-14

    申请号:CN202110288291.9

    申请日:2021-03-17

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种扩散驱动的可调控粘附界面的水凝胶材料、制备方法及其应用,属于水凝胶技术领域。该水凝胶材料主要成分包括蛋白质、交联剂和交联阻断剂,所述蛋白质与水形成明胶溶液,所述明胶溶液与所述交联剂混合后充分交联而产生粘性,所述交联阻断剂诱导水凝胶材料的粘附机制并精确调控粘附界面。本发明利用小分子作为交联阻断剂,具有交联阻断剂的水凝胶材料不仅增加了水凝胶的可塑性,同时也提高了水凝胶的黏附性能。该水凝胶材料具有良好的细胞相容性、抗菌性、可降解性和水下3D打印性能,在智能粘合剂、生物医学、可穿戴设备、环境工程等领域都有潜在的应用前景,为设计可注射、高性能和智能的水下粘合剂提供新的可能性。

    伤口粘合水凝胶材料、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN111514367B

    公开(公告)日:2021-09-21

    申请号:CN202010359674.6

    申请日:2020-04-29

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 一种伤口粘合水凝胶材料、制备方法及其应用。该伤口粘合水凝胶材料主要成分包括聚丙烯酸、壳聚糖、单宁酸和螯合剂,其中聚丙烯酸与壳聚糖通过静电相互作用形成互穿网络;单宁酸,用于增强伤口粘合水凝胶的粘性和酸性;螯合剂,用于将单宁酸与互穿网络中的聚丙烯酸及壳聚糖进行交联。该伤口粘合水凝胶材料在空气中和水中均呈现较高的粘接强度,且均可实现反复粘接,粘接稳定,不受酸碱影响,在水中呈现出对生物软组织的特异性粘接,对伤口具有抗菌和明显促愈合能力。其稳定的粘接强度,高粘接效率和可反复粘接大幅度节约手术时间,其水下对生物软组织的特异性粘附也方便医生操作,降低病人痛苦。除此之外还具有作为可穿戴设备基底的潜能。

    明胶基低温注射消炎抗菌粘性水凝胶、制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN113230448B

    公开(公告)日:2022-03-25

    申请号:CN202110548620.9

    申请日:2021-05-19

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 一种明胶基低温注射消炎抗菌粘性水凝胶、制备方法及其应用。该水凝胶包括明胶、羟乙基脲和安石榴苷,采用一锅混合法,将羟乙基脲加入明胶水溶液中,利用明胶与羟乙基脲的氢键相互作用,阻止明胶在低温下自行形成氢键而自凝胶化,实现低温可注射;然后再加入安石榴苷,利用安石榴苷与明胶的强氢键相互作用,形成主网络。该水凝胶作为多功能伤口粘合剂,在空气中粘接稳定,10分钟内粘接强度达45.77kPa,14天后粘接强度仍有40kPa。该水凝胶对伤口具有消炎抗菌和明显促愈合能力,实现粘接功能和生物功能一体化。该水凝胶封存于注射器或软管内,低温储存,直接用于手术粘接或黏膜修复,或涂膜于衬底,晾干后由医用酒精激发其粘性,作为日常擦伤使用。

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