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功能化医用材料(三)

生物医用材料具有良好的生物相容性、生物降解性、多功能性和机械加工性等特点,在医学、生物学、药剂学和食品等领域得到了越来越多的关注。为了改善生物医用材料的性能,使其获得更加广泛的用途,功能化生物医用材料是有效的手段之一。在这一期,我们以 功能化医用材料”为题,专门收集了近些年来有关方面的科技文献与资料并汇集成汇编提供给大家,希望对“功能化医用材料”方面有兴趣的朋友和有意愿开发此类技术的朋友起到借鉴与参考作用。由于近几年这方面的文献资料较多,我们将其分八部分提供给大家。这是第三部分。

 

功能化医用材料(三)

 

31、生物医用材料:产业发力 未来可期

【作者】本刊编辑部

【机构】《新材料产业》编辑部

【文献出处】《新材料产业》2019 第12

【摘要】生物医用材料是对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料,是人工器官和医疗器械发展的基础,多应用在骨科、心外科、齿科、神经外科、整形外科、药物释放载体治疗和医疗美容等医学分支领域。按材料来分类,生物医用材料可分为生物医用金属材料、生物医用无机非金属材料(生物陶瓷)生物医用高分子材料、生物医用复合材料和生物再生材料等。

 

32、医用材料表界面设计及其与细胞相互作用

【作者】王蓉 沈新坤 胡燕 蔡开勇 

【机构】重庆大学生物工程学院

【文献出处】《高分子学报》2019 第9 

【摘要】正常生理状态下,细胞/组织具有特定的微环境维持其相关功能,这种环境中存在着大量功能分子.在病理条件下,组织/器官的缺损或病变会导致细胞/组织微环境破坏、生理信号异常.因此,在生物医用材料界面模拟正常状态下细胞/组织微环境、重构其成分和形态、实现损伤组织的修复是生物医用材料表界面设计的宗旨.为了改善医用材料的生物惰性、提高修复材料基材的生物相容性、丰富材料的生物学功能,最终实现仿生效果,表界面修饰手段已成为人们的研究热点.材料表界面的修饰不仅可以改善惰性材料与宿主的缺乏交流的问题,还可保留材料的基本物理性质.在我们的研究中,利用细胞/组织生理和病理微环境指导功能化修复材料表界面的设计,通过高分子修饰途径,仿生制备出了系列促成骨、促基因转染、抗菌、抗肿瘤等具有广泛应用前景的生物材料.本文对近年来的相关研究工作进行了总结,并对该领域存在的挑战进行了展望.

 

32、医用材料表界面设计及其与细胞相互作用

【作者】王蓉 沈新坤 胡燕 蔡开勇 

【机构】重庆大学生物工程学院

【文献出处】《高分子学报》2019 第9 

【摘要】正常生理状态下,细胞/组织具有特定的微环境维持其相关功能,这种环境中存在着大量功能分子.在病理条件下,组织/器官的缺损或病变会导致细胞/组织微环境破坏、生理信号异常.因此,在生物医用材料界面模拟正常状态下细胞/组织微环境、重构其成分和形态、实现损伤组织的修复是生物医用材料表界面设计的宗旨.为了改善医用材料的生物惰性、提高修复材料基材的生物相容性、丰富材料的生物学功能,最终实现仿生效果,表界面修饰手段已成为人们的研究热点.材料表界面的修饰不仅可以改善惰性材料与宿主的缺乏交流的问题,还可保留材料的基本物理性质.在我们的研究中,利用细胞/组织生理和病理微环境指导功能化修复材料表界面的设计,通过高分子修饰途径,仿生制备出了系列促成骨、促基因转染、抗菌、抗肿瘤等具有广泛应用前景的生物材料.本文对近年来的相关研究工作进行了总结,并对该领域存在的挑战进行了展望.

 

33、血管生成素1功能化表面的构建及生物学行为研究

【作者】李欣

【机构】西南交通大学

【文献出处】《西南交通大学》博士论文

【摘要】心血管植入材料长期临床应用最常见的并发症为再狭窄和血栓形成,并发症产生的一个主要原因为材料表面生物相容性不足,主要包括血液相容性、炎症相容性和细胞相容性的不足。采用物理、化学或者生物的方法在心血管材料表面固定生物活性分子能够有效地促进内皮化、减少血栓的发生,已有的表面功能改性研究多侧重于单一的促内皮化、抗凝血或抗增生目标。近年来,对心血管材料进行多功能表面改性,以同时实现抗凝、抗增生和快速内皮化的研究越来越受到关注。但是,对于心血管材料植入后血管组织的炎症反应仍缺乏系统研究,也未见以兼顾血管修复和血管免疫应答功能为目标的心血管医用材料构建的相关报道。本论文选取具有促进内皮修复和调节组织炎症双重功效的生物活性分子血管生成素1(Ang-1)对心血管金属材料316L不锈钢(316LSS)进行改性,根据Ang-1在体内的两种不同存在形式,采用共价固定和物理装载两种方式构建了两类Ang-1改性表面。论文首先研究了 Ang-1游离状态下对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)、平滑肌细胞(SMCs)、内皮祖细胞(EPCs)和巨噬细胞生长行为的影响,评估了 Ang-1用于调控血管炎症和修复的可行性。研究表明Ang-1能够有效地促进HUVECs的增殖和迁移、EPCs的增殖、巨噬细胞的凋亡,也能抑制HUVECs的凋亡和巨噬细胞的增殖,并不会刺激SMCs的增殖,是一种可用于心血管材料促内皮化改性的理想候选生物分子。在此基础上,利用聚多巴胺(PDA)作为改性平台,通过Ang-1分子中氨基与PDA涂层中的醌基发生迈克尔加成和席夫碱反应将Ang-1结合到PDA涂层表面,模拟体内Ang-1与细胞外基质结合的状态,构建了共价固定的Ang-1修饰仿生表面。运用石英晶体微天平(QCM-D)、傅里叶红外光谱(FTIR)X射线光电子能谱(XPS)、免疫荧光染色、免疫荧光定量分析等检测方法证明了 Ang-1的成功固定和固定的Ang-1活性保持良好,研究结果表明在一定范围内,Ang-1溶液浓度越高,其在PDA表面的固定量越大。体外血液相容性评价结果显示改性前后表面血液相容性改变不大。比较研究了不同浓度Ang-1改性表面对血管细胞和炎症细胞粘附、增殖、凋亡、迁移等行为的影响,筛选出最优的Ang-1改性浓度,并评价了以优化浓度改性的表面对血管细胞和巨噬细胞分泌炎症因子以及促修复因子的影响,同时研究了改性表面上多种细胞的相互作用,研究表明Ang-1改性后的表面能够促进内皮细胞的增殖和迁移,促进内皮祖细胞的增殖,并抑制巨噬细胞的增殖。同时对Ang-1改性材料体外炎症应答的评价和相关机理的分析表明Ang-1的引入能够抑制HUVECsSMCs和巨噬细胞炎症物质单核细胞趋化因子1(MCP-1)、白介素1(IL-1)、白介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)的分泌,增加组织修复因子血管内皮生长因子(VEGF)、白介素10(IL-10)的表达。实时定量聚合酶链式反应(RT-PCR)结果表明Ang-1改性表面可以增加巨噬细胞金属基质蛋白酶抑制剂1(TIMP-1)的表达,对维持血管的稳定具有积极的作用。进一步开展的大鼠皮下包埋和腹主动脉样品丝植入实验证明Ang-1改性材料的组织相容性良好。论文还采用自组装多肽RADA16物理装载Ang-1,模拟体内Ang-1从内皮血管组织周环境释放到内皮层的非结合状态,成功地在材料表面构建了 Ang-1释放仿生涂层,涂层内的Ang-1可以自由释放到周围环境中。体外检测表明Ang-1释放可维持到14天以上。Ang-1装载前后的多肽涂层细胞相容性良好,能够选择性地抑制SMCs的生长,Ang-1装载后的多肽涂层能够促进HUVECs的生长和迁移,同时抑制巨噬细胞的生长和IL-6TNF-α的分泌,具有促内皮和抗炎的作用。上述两类Ang-1仿生改性表面均具有调控炎症因子释放、调节免疫应答、促进内皮组织修复的能力,Ang-1在心血管材料中的应用具有重要的研究价值和指导意义。本论文提出了一种新颖的同时具有调控炎症和促进血管组织修复的心血管医用材料表面改性策略,可以对新型心血管植入材料的开发提供参考和依据。

 

34、三维打印双固化POXC/CPC可降解骨修复支架

【作者】宋之言  葛彩彩  陈芳萍  刘昌胜  

【机构】 华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室教育部医用生物材料工程研究中心

【文献出处】《功能高分子学报》 2019年01期

【摘要】从成分设计和结构控制着手,在木糖醇部分取代1,8-辛二醇与柠檬酸聚合反应制备聚(柠檬酸-辛二醇-木糖醇)酯(POXC)的基础上,采用POXC预聚体与磷酸钙骨水泥(CPC)悬浮体三维打印了孔道贯通的POXC/CPC多孔复合预支架,并进一步采用固化反应制备得到该复合支架。探索了材料的可打印参数,评价了复合支架的降解性、润湿性以及生物相容性。结果表明,POXC的降解速率随着木糖醇取代度的增加而增大。56d后,POXC/CPC降解率高达43%,对照组聚(1,8-辛二醇-柠檬酸)酯/CPC(POC/CPC)降解率近10%,这是由于POXC与复合支架的贯通孔结构的协同作用所致。木糖醇的引入及其与CPC的复合大大提高了支架的亲水性,有利于细胞的黏附和增殖。POXC/CPC支架具有贯通的大孔结构、良好的生物相容性和降解性,可促进骨缺损的修复。

 

35、生物医用材料:生命健康之关键材料——生物医用材料分论坛侧记

【作者】任玲 

【机构】中国科学院金属研究所

【文献出处】《中国材料进展》2018 第9

【摘要】生物医用材料(Biomedical Materials)又称生物材料(Biomaterials),是用于诊断、治疗、修复、替换人体组织及器官或增进其功能的一类高技术新材料。经过近20年的发展,我国现代生物医用材料产业已具雏形并进入高速发展阶段,国际市场地位不断提高,科学、技术创新能力和产业技术层次快速提升,区位优势形成,多元(品种)化生产的龙头企业已开始萌生,管理日趋规范和完善。

 

36、两性离子聚合物对聚乙烯醇膜的表面抗污修饰

【作者】沈铭成  

【机构】深圳大学

【文献出处】《深圳大学》 2018年硕士论文

【摘要】生物医用材料是用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复、替换生物体组织或器官,增进或恢复其功能的材料。当生物医用材料与人体相接触时,非特异性蛋白质或细胞等就会与材料表面相互作用,污染材料表面从而影响到生物医用材料的应用。针对这一问题学者提出了“anti-fouling”(抗污)的概念,即对一些生物医用材料进行表面的改性,使其具有一定的抗污能力,增强材料应用性能。聚乙烯醇(PVA)是一种医用高分子聚合物,它具有良好的生物相容性,优秀的物理性能和低毒性,被广泛应用于生物医用材料领域。但是在课题组的前期研究中,将PVA水凝胶人工角膜移植到动物眼内时,手术后期发现人工角膜表面上有细胞粘附生长的现象,从而可能会导致增殖膜的产生使手术失败。因此本论文以两性离子聚合物对PVA膜表面进行改性修饰,期望在保留PVA本身优秀物理性能的同时,使其表面具有一定的抗污性能。本文首先通过新颖的方法合成羧基两性离子单体,并用“从表面接枝”和“接枝到表面”两种方法以两性离子聚合物对PVA膜进行表面修饰改性,并对修饰后的PVA膜表面组成和结构、物理性能和生物性能进行研究。主要研究内容和结果如下:1.在无溶剂体系下,叔胺甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPAA)与丙烯酸进行季铵化反应,制备两种羧基两性离子,分别是甲基丙烯酯型(CBMA)和甲基丙烯酰胺型(CBAA)。通过红外光谱和核磁共振波谱对CBMA以及CBAA进行结构表征。以DMAEMA与丙烯酸的季铵化反应为例,其最优的反应条件为:反应摩尔比(n_(DMAEMA):n_(AA))为1:2、搅拌转速200 r/min、反应时间为24 h以及反应温度为室温(25℃)下反应产物产率达到75%。2.以PVA膜作为基底,采用graft from的方法进行表面接枝改性,首先通过BIBB与膜表面羟基发生酰化反应引入卤素Br基团,然后通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在膜表面引发接枝两种不同的两性离子SBMA和CBMA。表面接枝聚合两性离子后会使得膜表面变得较为粗糙,但在亲水性上大幅度提高,接触角由空白膜的39.6°最低降至修饰后的7.2°。接枝两性离子后膜的含水率均在62.09%以上,蓄水性能好,同时膜体积会随着两性离子单体的修饰浓度增大而增大,体积比保持在150%-250%之间;接枝后光学性能良好,可见光透过率均在88%以上,对可见光透过基本无影响;接枝后力学性能和热学性能略微下降,拉伸强度和拉伸断裂应变均在1.23-1.85 MPa和361.7-471.1%区域内。接枝两性离子后明显提高PVA膜的抗蛋白吸附能力,表面蛋白吸附量由空白膜的7.18μg/cm~2最低降至修饰后的2.25μg/cm~2;体外细胞毒性分级为0级或1级,且接枝两性离子后膜表面具有良好的抗细胞粘附性能。3.功能性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与两性离子进行自由基共聚,通过接枝到聚乙烯醇PVA膜表面上。经表面接枝两性离子共聚物后,PVA膜表面变得较为粗糙,可见聚合物已接枝到膜表面。由于两性离子的亲水性,膜表面的亲水性大幅度提高,接触角由空白膜的39.6°最低降至修饰后的8.46°。接枝两性离子共聚物后含水率仍然保持较高水平,均在70.79%以上,同时膜体积会随着两性离子共聚物修饰浓度增大而缓慢增大,保持在102-121%之间;接枝两性离子共聚物后光学性能略有下降,高浓度的两性离子共聚物修饰下可见光透过率会下降到60.3%;但仍保持着较好的力学性能,拉伸强度和拉伸断裂应变均在2.38~2.63 MPa和552.3-655.6%区域内。接枝两性离子共聚物后明显提高其抗蛋白吸附能力,吸附量由空白膜的7.18μg/cm~2最低降至修饰后4.42μg/cm~2;体外细胞毒性分级为0级,且接枝两性离子共聚物后膜表面具有良好的抗细胞粘附性能。

 

37、铈掺杂β-磷酸三钙磁性壳聚糖支架的制备及其在骨修复中的应用

【作者】刘嘉昱  

【机构】上海师范大学

【文献出处】《上海师范大学》 2019年硕士论文

【摘要】骨作为人体最大的具有生命的坚硬的组织器官,承担着非常重要的生命活动的职责,但由于人口老龄化、各类骨科疾病以及骨创伤等原因,极易引起缺损。因此,寻找更多更好的骨组织替代物一直是生物医用材料领域研究的重点和热点。生物陶瓷中的b-磷酸三钙(b-TCP)因其与自然骨成分的相似,使其天然的具有成骨性能和良好的生物相容性。壳聚糖(CS)作为天然多糖,与磷酸三钙一样被广泛的应用在骨修复材料中。稀土离子Ce~(3+)半径与钙离子半径相似,而电荷相较钙离子更大,对细胞内的钙离子位点更具亲和力,因此可能影响骨细胞的功能和干预骨重建过程。本研究采用三步煅烧法制备b-TCP粉末材料以及掺杂稀土元素铈的磷酸三钙(Ce/b-TCP)粉末;采用水热法制备出四氧化三铁(Fe_3O_4)粉末。进而采用混合法和冷冻干燥法相结合的方式,分别将b-TCP与CS复合、Ce/b-TCP与CS复合,Ce/b-TCP与Fe_3O_4、CS复合,制备出磷酸三钙/壳聚糖多孔支架(b-TCP/CS)、铈掺杂磷酸三钙/壳聚糖多孔支架(Ce/b-TCP/CS)以及铈掺杂磷酸三钙/壳聚糖磁性多孔支架(Ce/Fe/b-TCP/CS)。利用XRD、SEM、TEM、FTIR等检测手段对制备出的材料进行形貌、官能团、化学组成、物象结构等分析测定。采用三步煅烧法所制得的b-TCP粉末以不规则的小颗粒的形式团聚在一起,颗粒粒径大小约为2~4mm。在同样利用三步煅烧法掺杂稀土元素Ce后制备出的粉末仍以不规则的小颗粒的方式存在,粒径大小并未发生明显改变,因其晶胞参数的变化对其小颗粒的形貌产生了一定程度上的变化。采用混合法和冷冻干燥法制备出的b-TCP/CS多孔支架、Ce/b-TCP/CS多孔支架以及Ce/Fe/b-TCP/CS多孔支架均具有立体交互的三维多孔结构,三维多孔结构除了使材料具备一定类似天然骨的机械强度、生物活性和化学结构外,其孔道结构通过新陈代谢进行营养物质的运输、废物的代谢等,磷酸三钙粉末和稀土粉末颗粒被壳聚糖颗粒所形成的薄膜包裹或是附着在壳聚糖上形成薄膜表面。以人脂肪间充质干细胞(hADSCs)和人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)为模型,利用碱性磷酸酶染色、茜素红染色、CCK-8试剂盒、免疫蛋白印记、荧光三标以及Micro-CT等方法对制备出的材料进行体内和体外的生物学实验,以验证其生物相容性以及骨诱导性。hADSCs与hBMSCs细胞培养实验证明,制备出的b-TCP/CS多孔支架、Ce/b-TCP/CS多孔支架以及Ce/Fe/b-TCP/CS多孔支架均具有良好的生物相容性以及骨诱导性,细胞均能在材料上得以铺展、黏附和生长,无明显的毒副反应。而当稀土元素Ce~(2+)的浓度控制在一定范围(0~10mm)内时,对细胞的增殖分化有促进作用,而当稀土元素Ce~(2+)浓度高达100mm后则会对细胞的生长表现出抑制作用。通过细胞活性和Micro-CT等也发现了选用混合法将Fe_3O_4掺杂进入支架材料中,对于细胞的生长黏附、对于小鼠颅骨缺损的修复具有一定的促进作用。综上所述,铈掺杂磷酸三钙/壳聚糖三维多孔复合支架材料对于骨缺损修复具有重要的意义和广阔的应用前景。

 

38、神经引导导管在周围神经损伤修复中的应用

【作者】曹文瑞鲁手涛刘黎明...

【机构】生物医用材料改性技术国家地方联合工程实验室 同济大学介入血管研究所

【文献出处】医疗装备2020年01期

【摘要】周围神经损伤(PNI)发病率高,治疗选择有限,临床效果差,给患者家庭和社会带来严重的负担。有效的周围神经修复必须在结构上桥接损伤的间隙或部位以促进神经再支配和功能的恢复。为了满足大间隙修复的临床需求,组织工程致力于神经引导导管治疗PNI患者的研究。现重点介绍了基于神经引导导管(NGC)的治疗方法在结构特性方面的进展,包括仿生设计、结构改造和表面改性。 

 

39、表面纳米结构的调控及对细胞黏附的影响

【作者】张可君

【机构】华中科技大学

【文献出处】《华中科技大学》硕士论文

【摘要】生物材料是指对生物体进行疾病诊断治疗、替换损伤器官或改善某些组织功能的材料。由于该类材料与人类健康息息相关,近些年来受到了研究人员的广泛关注。对于一些植入人体起支撑作用的医疗器械来说,应该选用惰性材料以防止人体细胞在其表面进行生长造成副作用,而对于一些组织修复医用材料而言,应该保证其生物活性使细胞能够很好的在其表面进行黏附分化从而形成新的组织。因此,研究细胞与材料表面之间的相互作用在生物材料走向应用的过程中有着非常重要的理论指导意义。细胞在材料表面的黏附是细胞与材料进行相互作用的第一步,是保证后续一系列细胞行为(如增殖分化、迁移、凋亡等)能够顺利进行的基础。影响细胞黏附的因素有很多,除了细胞自身的性质外,材料表面的物理化学性质也会对黏附过程产生重要影响。本文重点研究了材料表面的纳米结构对细胞黏附的影响,研究内容分为以下两个部分:(1)基于嵌段共聚物自组装制备出了一些形貌可控的纳米图案,系统性地研究了共聚物的性质(如分子量、嵌段比等)和退火条件(如不同的退火溶剂、退火时间)对自组装形貌的影响,从而得到了一系列表面化学组成不同的纳米结构。进一步研究了细胞(小鼠黑色素瘤细胞B16)在这些具有化学性质差异的图案表面的黏附情况(细胞数目、形貌等)。化学组成不同的表面亲疏水性存在差异,从而对细胞黏附产生影响,细胞倾向于在亲水性表面黏附。(2)合成了不同粒径的二氧化硅纳米粒子并将其旋涂成膜,制备出了一系列具有不同粗糙程度的表面,并研究了细胞在这些不同物理拓扑结构表面的黏附情况。粒径不同会使表面粗糙度存在差异,表面粗糙度越大,细胞黏附量越少。

 

40、基于贻贝启迪的仿生组织粘合剂的制备与性能研究

【作者】邓俊杰

【机构】华南理工大学

【文献出处】《华南理工大学》 2019年硕士论文

【摘要】伤口愈合是创伤治疗过程中需面临的一个重要问题。目前,临床上普遍使用如手术缝合线、医用订皮机等机械侵入性技术促进伤口愈合,这些方法存在操作繁琐、高病菌感染率、组织免疫性反应等问题,会导致伤口愈合缓慢。与之相反,组织粘合剂是一种用于伤口止血、愈合、防止流体渗漏的医用材料,其组成和功能具有灵活的可设计性,并且操作简单,有助于缩短手术时间,快速恢复组织的完整性和功能性,成本效益高,展现出广阔的应用前景。但目前经FDA批准可用于特定手术的商业化传统组织粘合剂,如氰基丙烯酸酯胶、纤维蛋白胶、聚乙二醇基粘合剂等,仍存在各种各样的缺陷,尚不具备完全替代机械侵入性技术的条件。因此,研制出性能更优异的新型组织粘合剂,以满足临床医学的严格要求仍然是一个非常重要的、具有实际应用前景的研究领域。在自然界中,海洋生物贻贝通过体内分泌的足丝,使其能在湍流和盐碱环境中依旧强烈地附着在异物表面。研究表明,贻贝优异的粘附能力归因于足丝中的贻贝足蛋白(Mfps),而贻贝粘附蛋白分子结构中对粘附起到关键作用的是含邻苯二酚的多巴。基于上述分析和认识,我们通过适宜的分子设计与合成技术,向特定的单体、预聚体或反应性聚合物引入邻苯二酚或邻苯三酚官能团以及可生成交联键的反应性官能团,制备出粘合强度高、使用安全、便利的组织粘合剂。通过现代测试技术表征所制备预聚体产物的化学结构,以及其通过交联所得的组织粘合剂的溶胀性、表面形貌、组织粘附性和生物相容性等性能,为构建新型、性能优异的仿生组织粘合剂奠定理论和实验基础。研究的主要内容和结果如下所述:(1)使用半胱氨酸(Cys)模拟贻贝Mfp-6对邻苯二酚基团的抗氧化保护机制,在Cys存在下制备聚多巴胺(PDA)溶液,并以丙烯酰胺(AM)为单体,以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,通过自由基聚合反应合成PDA_xCys_y PEG_zPAM-t水凝胶组织粘合剂,作为伤口敷料覆盖于外科组织伤口处,促进伤口愈合。研究结果表明,Cys能在不影响生物相容性的前提下通过模拟贻贝Mfp-6对邻苯二酚基团的抗氧化保护机制,有效提高粘合剂粘附性能,当Cys/DA(mol/mol)=1/12时可到达到邻苯二酚的最佳氧化还原平衡点,其粘合强度到达最大值9.5 kPa。该粘合剂能高效地通过基体形变将外力撕扯粘合剂剥离组织的能量耗散,防止在粘附区域出现应力集中而导致剥离,同时具有可重复使用性;粘合剂的溶胀率(2000~6000%)、断裂拉伸强度(6.4~15.0 kPa)和断裂伸长率(114~1170%)可通过PDA、Cys和PEGDA三者之间的组分配比进行调节;该粘合剂具有自修复性,其断裂拉伸强度和断裂伸长率的恢复率达60%。(2)通过聚琥珀酰亚胺(PSI)与特定伯胺衍生物的氨解反应,分别制得带有乙烯基、邻苯二酚和羟基官能团的反应性聚天冬酰胺PASAM(C=C/Dopa/OH)即组分一,以及带有巯基、邻苯二酚和羟基官能团的反应性聚天冬酰胺PASAM(SH/Dopa/OH)即组分二。将组分一和组分二分别溶于一定浓度的过氧化氢(H_2O_2)溶液和辣根过氧化物酶(HRP)溶液,制得两种预聚液,再分别装入双针筒注射器,在手术切割后的组织切口边缘处或受伤组织的边缘处进行原位注射,并使之接触、靠紧。在HRP和H_2O_2共同作用下,组分一和组分二的邻苯二酚官能团之间、乙烯基与巯基之间可形成两类化学交联点,最终使粘合剂凝胶化,从而构建了双组分原位注射型聚天冬酰胺仿生组织粘合剂PASAM(C=C/Dopa/OH)-PASAM(SH/Dopa/OH),实现组织修复。研究结果表明,双组分组织粘合剂预聚液可在10秒内实现快速凝胶化,并且与单组分粘合剂相比,具有更高的交联密度和粘合强度,而在HRP溶液浓度为2 mg/mL,H_2O_2溶液浓度为15 wt%时,粘合剂的交联点密度最高,粘合强度达到最大值24.5 kPa,高于已商业化的纤维蛋白胶的粘合强度;该粘合剂在PBS缓冲液浸泡下其溶胀率不超过200%;NIH-3T3细胞在含有该粘合剂的培养基中具备一定的增殖能力。(3)以明胶(GT)作为组织粘合剂大分子主链,经含有邻苯三酚官能团的没食子酸(GA)修饰,制得凝胶前体GT-GA,并分别以戊二醛(GTA)和HRP/H_2O_2作为交联剂组分,经双针筒注射器进行原位伤口注射,凝胶化后分别形成粘合剂GT-GA-GTA和GT-GA-HRP/H_2O_2,实现组织修复。研究结果表明,GT-GA-GTA和GT-GA-HRP/H_2O_2都能在10秒内实现凝胶化,其中GT-GA-GTA在GTA质量与GT-GA相同时粘合强度达10.9 kPa,GT-GA-HRP/H_2O_2在HRP溶液浓度为1.0 mg/mL,H_2O_2溶液浓度为15.00 wt%时,粘合强度达最大值7.8 kPa;GT-GA-GTA的SR最高达850%,而GT-GA-HRP/H_2O_2最高达435%;HRP/H_2O_2的存在对细胞存活率影响较小,而GTA的存在则明显的降低了细胞存活率。