Science | 新发现，李剑宇团队用超声来控制水凝胶的生物粘附性，超强，可按需粘附！

组织粘合剂在临时或永久组织修复、伤口管理和可穿戴电子设备的附着中发挥作用。然而，调整粘合强度以在需要时确保可逆性并保持渗透性可能具有挑战性。

2022年8月11日，加拿大麦吉尔大学李剑宇及苏黎世联邦理工大学Outi Supponen共同通讯在Science 在线发表题为“Controlled tough bioadhesion mediated by ultrasound”的研究论文，该研究报告了一种超声（US）介导的策略，以实现具有可控性和抗疲劳性的强生物粘附性。

在不发生化学反应的情况下，US可以将水凝胶与猪皮肤之间的粘附能和界面疲劳阈值放大高达 100 和 10 倍。结合实验和理论模型表明，关键机制是US诱导的空化，它将锚定引物推进并固定到组织中，并减轻屏障效应。总之，该研究的策略实现了强生物粘附、按需分离和透皮给药的空间模式。这项工作扩展了坚韧生物粘附的材料库，并实现了具有高度可控性的生物粘附技术。

生物粘附技术经常用于可穿戴电子设备、生物医学植入物、伤口管理、吻合术、再生医学和药物输送。然而，长期以来，它们的使用一直受到生物组织的屏障效应的阻碍，例如低渗透性和有限的官能团。例如，皮肤含有致密的角质层，限制了生物粘合剂的渗透和粘合。这些问题对于基于物理相互作用（如聚合物互穿）的生物粘合剂尤其重要；聚合物甚至无法扩散和与组织缠绕，导致生物粘附性差。迄今为止，化学策略主要用于强生物粘附。尽管实现了高粘附能，但它们不能在空间和时间上对生物粘附进行高度控制。例外情况需要复杂的表面图案、外源化学物质和外部设备来去除界面粘合。其他缺点包括干扰药物输送的有效载荷、低疲劳阈值（由组织表面的有限官能团引起）和急性和/或慢性毒性（由化学反应及其试剂引起）。

强大且通用的US介导的坚韧生物粘附性（图源自Science ）为了形成和控制强硬的生物粘附，该研究利用了超声波（US）和锚定剂，例如聚合物和纳米颗粒。US 已广泛用于成像、监测、肿瘤消融和药物输送的临床环境中。锚定剂可以形成物理交联的网络，但不会通过被动扩散穿透组织。 研究人员假设 US 可以推动和固定锚定剂深入组织，当应用水凝胶贴片时，这将在界面处形成桥接网络。这种US介导的生物粘附策略不同于基于被动扩散、化学反应或侵入性机械联锁的现有策略。

在不发生化学反应的情况下，US可以将水凝胶与猪皮肤之间的粘附能和界面疲劳阈值放大高达 100 和 10 倍。结合实验和理论模型表明，关键机制是US诱导的空化，它将锚定引物推进并固定到组织中，并减轻屏障效应。总之，该研究的策略实现了强生物粘附、按需分离和透皮给药的空间模式。这项工作扩展了坚韧生物粘附的材料库，并实现了具有高度可控性的生物粘附技术。

参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8699

转自： iNature

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