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  最近，麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系教授、趙選賀博士研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種可以涂覆在標(biāo)準(zhǔn)塑料或橡膠器械上的凝膠狀材料，該材料具有更柔軟、更光滑的表面，可以顯著緩解患者在手術(shù)過(guò)程中的不適感。甚至在經(jīng)過(guò)特殊調(diào)整之后，該涂層還可以被用于檢測(cè)和治療感染。該研究近期發(fā)表在《Advanced Healthcare Materials》雜志上。

新型水凝膠材料

  研究團(tuán)隊(duì)的辦法是將一層水凝膠強(qiáng)力粘合到常見(jiàn)柔材料（如乳膠、橡膠和硅膠等）上。粘合后就得到了柔軟、可拉伸、光滑，并且不會(huì)滲漏病毒和其他小分子的“水凝膠疊層”。

  另外，將化合物嵌入到水凝膠涂層中，還可以使其具備檢測(cè)病理分子的功能。同時(shí)，藥物也可以嵌入到水凝膠中并從水凝膠涂層中緩慢釋放，從而更好地治療體內(nèi)的疾病。

  趙選賀博士稱，將水凝膠涂層粘合到了各種柔性醫(yī)療器械上，如導(dǎo)尿管和靜脈注射管等。涂層在經(jīng)受彎曲和扭曲的考驗(yàn)后，依然沒(méi)有開(kāi)裂的問(wèn)題，非常耐用。涂層還非常光滑，摩擦力遠(yuǎn)小于無(wú)涂層標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)尿管，因而可以減輕患者的不適感。

麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系教授趙選賀博士

  趙選賀博士團(tuán)隊(duì)之前發(fā)明了一種新方法，將大量水和少量聚合物組成混合物，制成堅(jiān)韌、可拉伸的水凝膠。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了另一種技術(shù)，首先使用二苯基甲酮處理橡膠和硅膠等柔性材料的表面，再將水凝膠粘合到這些柔性材料上，二苯基甲酮這種分子溶液暴露于紫外線中時(shí)，會(huì)致使柔性和水凝膠之間形成很強(qiáng)的化學(xué)鍵。

  研究人員應(yīng)用這些技術(shù)制造出了水凝膠疊層：兩層水凝膠中間夾一層柔性的三明治結(jié)構(gòu)。然后，他們對(duì)這種疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列機(jī)械測(cè)試，發(fā)現(xiàn)即使在拉長(zhǎng)數(shù)倍時(shí)這種結(jié)構(gòu)也不會(huì)發(fā)生撕裂或開(kāi)裂，而是能一直保持結(jié)實(shí)耐用。

  該團(tuán)隊(duì)還將這種疊層結(jié)構(gòu)放置在雙室容器中，一側(cè)填充去離子水，另一側(cè)填充分子染料。幾小時(shí)后，疊層仍能有效的阻止染料從一側(cè)滲透到另一側(cè)，相比之下，僅有一層水凝膠時(shí)，染料則能輕易地通過(guò)。他們從而得出結(jié)論，疊層中的柔性材料使得整個(gè)結(jié)構(gòu)具備了防滲透性——他們推測(cè)這種結(jié)構(gòu)也可以阻止病毒和其他小分子通過(guò)。

  在另一項(xiàng)測(cè)試中，該團(tuán)隊(duì)將 pH 敏感分子混入涂覆在柔性材料一側(cè)的水凝膠涂層中，將綠色食品染料混入另一側(cè)的水凝膠涂層。這次，他們將整個(gè)疊層結(jié)構(gòu)浸入兩側(cè)都填充了去離子水的雙室容器中。

  當(dāng)改變?nèi)萜髦兴乃岫葧r(shí)，研究人員觀察到含有 pH 指示劑的水凝膠涂層變亮了。同時(shí)，綠色染料從水凝膠涂層緩慢滲透到了另一側(cè)水中。參與的研究人員 German Parada 說(shuō)：“我們可以將 pH 敏感分子混入水凝膠，也可以將需要逐漸釋放的藥物混入水凝膠中。 總之，可以調(diào)整凝膠的特質(zhì)以滿足不同的應(yīng)用需求。”

  該團(tuán)隊(duì)還將這種水凝膠涂層應(yīng)用到了另一種廣泛使用的柔性產(chǎn)品上：避孕套。研究人員說(shuō)，除了通過(guò)減少摩擦來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)有乳膠避孕套的舒適性外，水凝膠涂層中還可以嵌入抗乳膠過(guò)敏的藥物以提高避孕套的安全性。

  “我們已經(jīng)證明水凝膠確實(shí)有可能取代普通的柔性材料，”趙選賀博士說(shuō)，“現(xiàn)在我們掌握了將水凝膠與其他材料組合到一起的方法，這將有可能應(yīng)用到與身體發(fā)生接觸的各種醫(yī)療器械上。”

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201700520/full