新研发的磁性凝胶通过锻炼皮肤细胞 使伤口愈合速度提高两倍

新研发的磁性凝胶通过锻炼皮肤细胞使伤口愈合速度提高两倍左起：LeZhicheng博士与液态磁性凝胶样品，AndyTay助教与预装凝胶的绷带，寿宇峰博士与磁刺激装置图/新加坡国立大学糖尿病足溃疡患者通常会被告知不要在伤口上施加任何重量，因为这样做会杀死脆弱的新生皮肤细胞，从而阻碍伤口愈合。尽管如此，对皮肤的一些机械刺激会促使新的皮肤细胞生长，从而帮助伤口愈合。这种情况有点矛盾，因此新加坡国立大学的科学家们创造了这种特殊的水凝胶。新研发的材料含有微小的磁性颗粒和两种经美国食品及药物管理局批准的皮肤细胞：角质细胞和成纤维细胞，前者在皮肤修复中发挥关键作用，后者则在皮肤中形成结缔组织。当伤口部位暴露在外部设备产生的动态磁场中时，磁性微粒会做出反应，四处移动，但不会太剧烈，细胞也会随之移动。这些细胞与患者自身的皮肤细胞相互作用，本质上是对它们进行温和而有效的锻炼。将受伤的脚放入磁刺激装置中进行两到三个小时的治疗新加坡国立大学在对小鼠进行的测试中，凝胶疗法使真皮成纤维细胞（皮肤细胞的主要类型）的生长率提高了约240%，而且使其胶原蛋白的生成率提高了一倍多。治疗还改善了角质细胞和其他细胞之间的交流，促进了伤口处新血管的生长。"磁响应水凝胶与无线磁诱导动态机械刺激相结合，解决了伤口愈合中的基本难题，"有关这项研究的《先进材料》论文的共同第一作者寿宇峰博士说。"这些原理和我们技术的适应性，以及它对病人的普遍易用性，意味着它可以应用于改善糖尿病以外的各种情况下的伤口愈合，包括烧伤和慢性非糖尿病溃疡。"参与这项研究的还有南洋理工大学、中山大学、武汉理工大学和科学技术研究署的科学家。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391097.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391097.htm

日研发含海藻成分新型水凝胶 能有效治疗伤口

日研发含海藻成分新型水凝胶能有效治疗伤口日本研究员基于海藻成分研发出一种新型水凝胶，具有低粘附性和低溶胀率等特性，可在促进皮肤伤口愈合的同时防止皮肤伤口扩张，与传统水凝胶伤口敷料相比，能更有效治疗皮肤伤口。新华社星期一（12月18日）报道，日本东京理科大学称，研究人员利用海藻中的生物相容性成分开发出一种新型水凝胶，具有与传统水凝胶完全不同的物理特性。据悉，市面上更为常用的水凝胶伤口敷料，在吸收伤口渗出液时会粘附于皮肤并膨胀，导致伤口拉伸和扩张，不仅会造成疼痛，还增加了因伤口区域扩张而导致细菌感染的风险。这种新型水凝胶由海藻酸盐、碳酸钙和碳酸水制成。海藻酸盐是一种从海藻中提取的生物相容性成分，关键是它不会与细胞或皮肤组织强力粘附。由于海藻酸盐和钙离子形成的特殊结构，加上碳酸水中的二氧化碳能起到防止酸化的作用，由此制得的新型水凝胶不仅展现出有利伤口愈合的理想酸碱度和湿度条件，并且与其他已实现商业应用的水凝胶敷料相比，粘附性和溶胀率明显降低。研究员利用细胞培养实验和小鼠模型实验测试了新型水凝胶的有效性，均取得较理想的结果。海藻酸盐可从搁浅在海滩的海藻中提取，而海藻通常被视为海岸上的废弃物，是一种可再生资源。研究员指出，由海藻酸盐等材料制得的新型水凝胶不仅成本低廉并且可生物降解，这标志着可持续医学发展的重要一步，并为下一代伤口凝胶提供了新的设计指南。2023年12月18日6:25PM

新研发的水凝胶可以通过血流来治愈受损的心脏

新研发的水凝胶可以通过血流来治愈受损的心脏早在2012年，克里斯特曼及其同事开发了一种早期版本的水凝胶，旨在直接注射到心脏的受损区域。然后，它将形成一个类似于支架的三维结构，心脏细胞可以在其中生长，最终形成功能性心脏肌肉组织，而不是疤痕组织。该版本的水凝胶的一个问题在于，它不能被注入心脏，直到心脏病发生后至少一个星期，因为任何更早的时间都会加剧损害已经衰弱的心脏的风险。为了绕过这一限制，科学家们最近着手改变水凝胶的使用方式，使其能够在心脏病发作后立即注射，无论是静脉注射还是通过输注到通往心脏的血管。这些改变包括使单个水凝胶颗粒变得更小。研究人员的想法是使它们能够通过心脏血管壁细胞之间的微小缝隙，从而使它们能够进入受损的心脏组织，内皮（血管壁）细胞之间的这种缝隙同样是心脏病发作的一种损害。当可注射的水凝胶在大鼠和猪身上进行测试时，研究人员发现这些颗粒与内皮细胞结合，从而关闭了它们之间的缝隙，使受损的血管更快地愈合。因此，心脏肌肉组织的正常血流恢复得更快，炎症也更少。一般来说，伤口部位的炎症量越小形成的疤痕组织就越小。进一步的大鼠实验表明，水凝胶颗粒还可用于治疗脑部创伤和肺动脉高压。克里斯特曼说："这种生物材料可以从内到外治疗受损组织。"这是一种再生工程的新方法"。有关这项研究的论文最近发表在《自然-生物医学工程》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342015.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342015.htm

科学家创造出的新材料兼具玻璃聚合物的硬度和凝胶的拉伸性

科学家创造出的新材料兼具玻璃聚合物的硬度和凝胶的拉伸性研究人员创造了一种名为"玻璃凝胶"的新型材料，这种材料与玻璃聚合物一样坚硬，但如果施加足够的力，它可以拉伸到原长度的五倍，而不会断裂。玻璃态凝胶的一个关键特点是，它们的液体含量超过50%，这使得它们比具有类似物理特性的普通塑料更能有效导电。资料来源：北卡罗来纳州立大学王美香科学家们发明了一种名为"玻璃凝胶"的新型材料，这种材料尽管含有50%以上的液体，但却非常坚硬且不易破裂。加上玻璃凝胶易于生产，这种材料有望应用于多种领域。凝胶体和玻璃态聚合物是历来被视为截然不同的两类材料。玻璃态聚合物质地坚硬，通常比较脆。它们用于制造水瓶或飞机窗户等物品。凝胶（如隐形眼镜）含有液体，柔软而有弹性。"我们创造了一类被称为玻璃凝胶的材料，这种材料和玻璃聚合物一样坚硬，但如果施加足够的力，它可以拉伸到原来长度的五倍，而不会断裂，"这项研究论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程系卡米尔和亨利-德雷福斯教授迈克尔-迪基（MichaelDickey）说。"更重要的是，一旦材料被拉伸，你就可以通过加热使其恢复原状。此外，玻璃凝胶的表面具有很强的粘性，这在硬质材料中并不多见。"该论文的共同第一作者、北卡罗来纳州立大学博士后研究员王美香说："玻璃凝胶的一个关键特点是，它们的液体含量超过50%，这使得它们比物理特性相当的普通塑料更能高效导电。考虑到这些材料所具有的许多独特性质，我们对它们的用途感到乐观。"玻璃态凝胶，顾名思义，实际上是一种结合了玻璃态聚合物和凝胶最诱人特性的材料。为了制造玻璃态凝胶，研究人员首先将玻璃态聚合物的液态前体与离子液体混合。将这种混合液体倒入模具中，暴露在紫外线下，使材料"固化"。然后移除模具，留下玻璃状凝胶。"离子液体是一种溶剂，就像水一样，但完全由离子组成，"Dickey说。"通常在聚合物中添加溶剂时，溶剂会推开聚合物链，使聚合物变得柔软、可伸展。这就是为什么湿隐形眼镜柔软，而干隐形眼镜不柔软的原因。在玻璃态凝胶中，溶剂会将聚合物分子链推开，使其像凝胶一样具有拉伸性。然而，溶剂中的离子会强烈吸引聚合物，从而阻止聚合物链移动。链条无法移动就使其成为玻璃状。最终的结果是，由于吸引力的作用，材料变得坚硬，但由于额外的间距，材料仍然能够拉伸。"研究人员发现，玻璃凝胶可以用各种不同的聚合物和离子液体制成，但并非所有类别的聚合物都能用于制造玻璃凝胶。Dickey说："带电或极性的聚合物有望用于玻璃凝胶，因为它们会被离子液体吸引。也许玻璃凝胶最吸引人的特点就是它们的粘性，因为虽然我们知道是什么让它们变得坚硬和可拉伸，但我们只能猜测是什么让它们如此具有粘性。"在测试中，研究人员发现，玻璃状凝胶即使含有50-60%的液体，也不会蒸发或变干。他们还认为，玻璃凝胶易于制造，因此有望得到实际应用。Dickey说："制造玻璃态凝胶是一个简单的过程，可以通过在任何类型的模具中固化或3D打印来实现。大多数具有类似机械性能的塑料都要求制造商将聚合物作为原料进行生产，然后将聚合物运输到另一个工厂，在那里聚合物被熔化并形成最终产品。我们很高兴看到如何使用玻璃凝胶，并愿意与合作者一起确定这些材料的应用"。这篇题为"由溶剂增韧的玻璃凝胶"的论文于6月19日发表在《自然》杂志上。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435551.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435551.htm

可用阳光激活的"丝瓜水凝胶"在净化水方面表现出色

可用阳光激活的"丝瓜水凝胶"在净化水方面表现出色现有的太阳能静止型系统利用太阳光加热脏水，使其开始蒸发。由此产生的无污染的水蒸气在蒸馏器内的一个表面上凝结，然后流向一个收集水箱。这是一个聪明的设置，但它只在阳光普照的情况下产生饮用水--即便如此，这也是一个缓慢的过程。被称为温度响应水凝胶的材料提供了一个替代方案，因为它们在低温下吸收脏水，然后在加热时将其排出（以干净的形式）。根据普林斯顿大学的RodneyPriestley、XiaohuiXu及其同事的说法，然而，大多数此类凝胶的封闭孔隙并不能使水的处理速度达到大多数人的需求。考虑到这一限制，科学家们开始复制天然丝瓜络海绵的非常开放的孔隙设计。他们首先使用水/乙二醇混合物作为独特的聚合介质，生产出一种PNIPAm（聚（N-异丙基丙烯酰胺））水凝胶，具有他们想要的大而开放的孔隙。然后，科学家们用另外两种聚合物--聚多巴胺（PDA）和聚甲基丙烯酸亚砜（PSMBA）涂抹凝胶的内部孔隙。由此产生的材料在室温下吸收了受污染的水，然后在模拟阳光加热时，在10分钟内释放了70%的水--这比之前测试的闭孔水凝胶快四倍。此外，即使在模拟部分阴天的照明条件下，丝瓜水凝胶仍然在15至20分钟内释放了类似数量的水。丝瓜水凝胶可用于净化贫困地区或灾难现场的水那么，它实际上是如何工作的呢？这种水凝胶在低温下是亲水的（吸引水），但在加热后会变得疏水（排斥水）。污染物，如有机染料（在实验室测试中使用）在低温下与水一起被吸入，但由于它们的分子粘在凝胶上，当水在较高温度下被释放时，它们被"抓住"而不会排出，即便是被油污染的水滴也不会被吸入，因为（当时）亲水的凝胶会拒绝它们。在实验室测试中，丝瓜水凝胶也被成功用于去除污染物，如微塑料和重金属。通过两个处理周期，该材料能够将铬污染从百万分之40降低到百万分之0.07以下，这是饮用水的允许限度。更妙的是，丝瓜水凝胶可以重复使用，只需用稀释的酸或乙醇来冲洗它。关于这项研究的论文最近发表在ACS中央科学杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343341.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343341.htm

新技术可让尿布吸收速度提高200倍

新技术可让尿布吸收速度提高200倍超级吸收体吸收足够的水分后，在紫外线照射下会变成液体。然后它们就可以重复使用了。资料来源：KenPekarsky，KIT在高温下，吸水性材料不会熔化，只会降解。然而，在80摄氏度的高温下大约16小时后，酸就会"切断"稳定聚合物的链条，从而实现回收。这一过程既复杂又昂贵，因此超级吸收剂几乎没有被重复使用过。每年，约有200万吨超级吸收器被扔进垃圾桶或焚烧。来自德国工业技术大学生物和化学系统研究所、生物界面研究所以及化学技术和聚合物化学研究所的研究人员现在发现，交联聚丙烯酸钠聚合物在吸收水分后会在紫外线下降解。"连接聚合物的链条在光照下断裂。生物和化学系统研究所教授帕维尔-列夫金解释说："连接聚合物的链条被光线打断，然后，它们变得非常松散，在水中游动，变成液态纤维。在研究中，研究人员从传统尿布上剪下内衬，用水浸湿，然后将其置于1000W的灯下。"列夫金说："这种使用紫外线的方法比使用酸的方法快约200倍。"研究小组随后使用已知的工艺将液体转化为新的粘合剂和染料。"观察到这种物质具有可溶性和可加工性是非常重要的。很有可能，它还可以转化成许多其他产品，"这位科学家解释说。在测试中，研究人员使用了干净的尿布。但也可以从用过的尿布中分离出超级吸收剂。"列夫金说："因此，没有理由不可以进行接近实际的使用。通过使用太阳能，这种回收方法可以在不增加成本的情况下优化生态环境。我们已经找到了一种很有前景的超级吸收器回收策略。这将大大减少环境污染，有助于更可持续地使用聚合物"。参考资料："从尿布到增稠剂和压敏胶"：李帅、JohannesM.Scheiger、王振武、BirgitHuber、MaxiHoffmann、ManfredWilhelm和PavelA.Levkin于2023年9月7日发表于《ACS应用材料与界面》。DOI:10.1021/acsami.3c06999编译自：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404539.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404539.htm