光固化水凝胶作为一种新兴的生物材料,因其优异的生物相容性、可调控的机械性能以及在光照下快速固化的特性,正逐步在生物医学领域得到广泛应用。近期的研究和技术进展进一步推动了其在组织工程、药物递送、3D生物打印等方面的应用。
光固化水凝胶在组织工程中的应用
在组织工程领域,光固化水凝胶被用于构建模拟天然组织的三维支架,以支持细胞的生长和分化。其高含水量和柔软的力学性能使其成为模拟细胞外基质的理想材料。例如,上海交通大学的研究团队开发了一种新的“光偶联反应”交联策略,能够快速形成高强度、高韧性的水凝胶。这种水凝胶在含水量为65±2%的条件下,强度最高可达15.3 MPa,韧性最高达138.0 MJ/m³,展现出在组织工程中广阔的应用前景。
光固化水凝胶在药物递送中的应用
光固化水凝胶在药物递送系统中也显示出巨大的潜力。通过调节水凝胶的网络结构和降解速率,可以实现药物的可控释放。此外,光固化过程的时空可控性使得药物能够在特定的时间和位置释放,提高治疗的精确性和有效性。例如,香港大学的研究人员开发了一种名为Fibro-Gel的全水性可注射水凝胶,用于药物递送和组织修复,展现了良好的生物相容性和应用前景。
光固化水凝胶在3D生物打印中的应用
光固化3D生物打印技术(如数字光处理,DLP)能够精确控制细胞和生物材料在空间中的分布,用于构建复杂的几何结构。然而,传统的光固化水凝胶在打印过程中可能出现光散射效应,降低打印精度。为解决这一问题,研究人员开发了新型的光抑制剂,能够减轻光散射效应,提高打印精度。例如,湖南大学的研究团队提出了一种光吸收与自由基反应协同作用的光抑制机制,成功开发出一种新型光抑制剂(Cur-Na),提高了水凝胶的打印分辨率和图案保真度。
光固化水凝胶在临床应用中的进展
在临床应用方面,光固化水凝胶也取得了重要进展。例如,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院的研究团队开发了一种基于GelMA的多重交联水凝胶,可在角膜缺损处原位成胶,辅助角膜修复。这种水凝胶能够牢固粘附在角膜组织上,支持角膜上皮细胞和基质细胞的再生,为角膜疾病的治疗提供了新的方法。
中新康明助力光固化水凝胶创新应用
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