關(guān)節(jié)軟骨具有優(yōu)異的生物潤(rùn)滑性能,而這種獨(dú)特性質(zhì)的發(fā)生卻是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程,如何有效的模擬人體關(guān)節(jié)軟骨的動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑行為一直是設(shè)計(jì)合成人工軟骨替代材料的關(guān)鍵難題。
2018年初,受人體關(guān)節(jié)軟骨滲出潤(rùn)滑機(jī)制的啟發(fā),吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院、超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋文龍副教授和中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所王樹(shù)濤教授合作開(kāi)發(fā)了一種制備具有獨(dú)特剪切力響應(yīng)潤(rùn)滑特性的高強(qiáng)度超分子水凝膠的方法,并在《JACS》上發(fā)表了以“受生物啟發(fā)的剪切力響應(yīng)超分子潤(rùn)滑水凝膠”(Bio-inspired supramolecular lubricating hydrogel induced by shear force)為題的研究論文,同時(shí)被選為當(dāng)期封面。
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該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)復(fù)合具有剪切觸變特性的非共價(jià)超分子網(wǎng)絡(luò)和共價(jià)交聯(lián)的聚合物雙網(wǎng)絡(luò)制備出一種獨(dú)特的水凝膠材料。這種材料能夠在保持極高的力學(xué)強(qiáng)度的同時(shí),實(shí)現(xiàn)仿關(guān)節(jié)軟骨滲出潤(rùn)滑機(jī)理的潤(rùn)滑特性。這是因?yàn)樽越M裝的超分子網(wǎng)絡(luò)在剪切力作用下發(fā)生解組裝并伴隨發(fā)生凝膠-溶膠轉(zhuǎn)化,在荷載的條件下滲出到水凝膠表面形成潤(rùn)滑層,從而降低摩擦;同時(shí)水凝膠中共價(jià)交聯(lián)的雙網(wǎng)絡(luò)部分作為支撐骨架為水凝膠提供良好的力學(xué)強(qiáng)度。這種通過(guò)復(fù)合觸變特性的非共價(jià)超分子體系和共價(jià)的高強(qiáng)度聚合物體系制備水凝膠的方法,為設(shè)計(jì)合成具有響應(yīng)潤(rùn)滑特性的人造關(guān)節(jié)軟骨材料提供了新的策略。
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全文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b12886
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