各向异性导电水凝胶

抗肿胀 · 高强度 · 生物相容

通过预拉伸与干燥致密化协同，模拟肌腱的层级有序结构，同时在生理条件下保持结构稳定性与力学性能。

李娜 · Yu, Qingyu · Duan, Sidi · Du, Yingjie · Xiaojiao, Shi · Xinyu, Li · 焦体峰 · 秦志辉 · He, Ximin

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

抗溶胀率

{'zh': '3', 'en': '3'} %

拉伸强度

{'zh': '3.71', 'en': '3.71'} MPa

韧性

{'zh': '9.86', 'en': '9.86'} MJ m⁻³

含水量

{'zh': '72.5', 'en': '72.5'} wt%

技术优势

抗肿胀

通过干燥致密化形成稳定的网络结构，在水中溶胀率低于3%，维持植入后尺寸稳定。

高强度高韧性

预拉伸取向结合干燥增强，赋予水凝胶3.71 MPa拉伸强度和9.86 MJ m⁻³韧性，接近天然肌腱的力学需求。

生物相容性优异

体外和体内实验证实其显著抗蛋白吸附，植入后无不良反应，促进组织修复。

实时运动监测

水凝胶的导电各向异性使其可作为应变传感器，实时监测关节运动并评估康复进程。

应用场景

• 肌腱修复：作为人工肌腱替代物，恢复运动功能并实时监测康复。
• 可植入应变传感：利用各向异性导电性实现关节运动的可靠应变感知。
• 柔性植入电子：兼具生物相容性和力学顺应性，适用于柔性植入器件。
• 各向异性生物材料：预拉伸和干燥致密化构建层级有序结构，模拟肌腱各向异性。