生物粘合剂可将人体组织粘合在一起而不损伤周围组织,在临床治疗中具有广泛的应用前景。但现有的粘接剂粘结性能差(如纤维蛋白胶、PEG基粘合剂)或具有毒性(如氰基丙烯酸酯胶),因而不能满足临床应用要求。理想的生物粘合剂通常是通过注射给药,然后在体内固化,对周围组织无毒,粘附性强。一般来说,生物胶粘剂是水溶性聚合物溶液,可通过双组分混合或刺激触发而交联。NHS活化酯、醛、硫醇、儿茶酚类是构建交联网络的首选官能团。它们可以有效的与存在于组织表面的活性基团(-NH2、-SH)形成化学键,因此而增强粘结性能。特别是用动态键交联的粘合剂,如氢键、离子螯合或动态共价键(例如,硼-邻苯二酚络合、席夫碱、硫醇-醛加成)等引起了广泛关注。与稳定交联的粘合剂前体注入溶液相比,动态交联粘合剂是预先制备的,可直接注入,它们在剪切力下表现出流体性质(剪切稀化)。此外,由于能可逆断裂再生,这些粘合剂具有自愈合、形状适应、随需解离特性。但这些动态交联材料本身不稳定,含水量高、体积强度较弱,不能作为较强的生物粘合剂。双网络或混合策略可增强动态粘合剂的体积强度,但其应用复杂,甚至会导致损失粘合剂的动态性能。因此,设计简单工艺构建较强粘合性能的动态生物粘合剂是面临的挑战性课题。

超支化聚合物具有构建无溶剂生物粘合剂的潜力,用其可解决动态粘合剂的强度问题。超支化聚合物链缠绕弱、结晶度低、高分子量超支化聚合物仍为低粘度液体,因此不需额外添加任何溶剂即可作为粘合剂。由于丰富的键合位点和交联密度,该类无溶剂粘合剂涂层具有较强的粘结强度和本体强度。

江南大学的Xiaojie Li等以带有巯基的超支化聚合物(HBPTE)和苯甲醛端基的聚乙二醇(PEGCHO)为原料,制备了无溶剂、动态巯基-醛交联的生物粘合剂。与动态交联的水凝胶比较,该粘合剂具有较高的强度,且可通过改变HBPTE的分子量和PEGCHO的含量调节其力学性质。它可在人体能接受的温度下转变为类流体状态,这使该高模量粘合剂通过简单的热熔方法即可使用。该粘合剂能普遍用于粘结生物组织和非生物底物。此外,具有最佳配方的HBPTE-PEGCHO粘合剂在创面愈合过程中表现出良好的组织反应。该研究表明,将基于超支化聚合物的无溶剂方法和动态硫醇-醛加成化学相结合,可制备具有可逆和较强粘结性能的新型热熔生物粘合剂,为多功能生物粘合剂的研制提供了简单有效的方法。

羧基对自由基聚合的影响 动态巯基-醛交联的超支化聚合物及其在自愈合生物粘合剂中的应用(1)

参考文献:Hyperbranched polymer with dynamic thiol-aldehyde crosslinking and its application as a self-healable bioadhesive, J. Mater. Chem. B, 9, 5818, 2021

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