本报讯 近日，附属仁济医院分子医学研究院刘尽尧课题组在国际顶尖学术期刊《先进材料》（Advanced;Materials，影响因子25.8），发表题为“Switching;between;elasticity;and;plasticity;by;network;strength;competition”的研究论文。研究中，该团队设计出可以调控其力学性能的复合水凝胶，有望为再生医学和组织工程领域提供新材料。刘尽尧是该研究论文的通讯作者，第一作者为上海交通大学医学院在站博士后明尊振。
据刘尽尧介绍，水凝胶是一类含水量高的三维网状材料，具有与软组织类似的结构。通过分子设计，水凝胶可达到与软组织接近的力学性能以及良好的生物相容性，这使得该类材料在生物医药和组织工程领域得到了广泛应用。
在本研究中，刘尽尧团队设计了由两种不同网络结构组成的复合水凝胶。其中一种为共价交联的聚合物网络，能为水凝胶带来良好的弹性。另一种则为具有剪切变稀属性的纳米纤维网络，能赋予水凝胶优异的塑性。通过调节两种网络各自的力学强度，就可以实现水凝胶材料在弹性和塑性之间的转换。比如，当共价交联网络的力学强度高于纳米纤维网络时，该水凝胶表现出良好的弹性。反之，该材料则表现出优异的塑性。在此基础上，将所得到的塑性水凝胶进一步拉伸，可制备具有高强度和高韧性的各向异性水凝胶。在拉伸过程中，由于纳米纤维网络进行取向排列，使得到的水凝胶材料在平行于纤维的方向具有更高的拉伸和压缩模量。同时，因为纤维的取向，该水凝胶材料同时还具有各向异性的溶胀行为和药物释放速率。这类新型的水凝胶材料有望为再生医学和组织工程领域提供新材料。
（袁蕙芸）