丁建東課題組揭示熱致水凝膠的結(jié)構(gòu)及物理凝膠化機(jī)理
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? ? ? ?部分兩親性嵌段共聚物的水溶液隨溫度升高呈現(xiàn)可逆的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。如果轉(zhuǎn)變溫度介于室溫和體溫之間，該類(lèi)體系易于在室溫或更低溫度下與藥物或細(xì)胞混合，并可以注射；一旦注射進(jìn)入體內(nèi)，該體系在體溫刺激下原位物理凝膠化，自動(dòng)包裹藥物或細(xì)胞，該過(guò)程不依賴(lài)于化學(xué)反應(yīng)。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，由常見(jiàn)的親水性的聚乙二醇（PEG）和疏水性的可降解脂肪族聚酯（PLGA等）這些適宜用于人體的聚合物所組成的嵌段共聚物在特定分子參數(shù)等條件下具備上述特性，為研發(fā)新型生物醫(yī)用材料開(kāi)辟了新的重要的途徑。但該體系的凝膠結(jié)構(gòu)與凝膠化機(jī)理尚不明晰。
??????丁建東課題組利用計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法揭示了PEG/PLGA熱致水凝膠的凝膠結(jié)構(gòu)及其凝膠化機(jī)理，并提出了半禿膠束（semi-bald micelle）的概念。該組研究表明，低溫溶膠狀態(tài)時(shí)，嵌段共聚物自組裝形成大量平頭膠束（crew-cut micelle）。隨著溫度的升高，由于PEG的溫度敏感性，導(dǎo)致了膠束暈的收縮。而在crew-cut micelle 中，膠束的核非常大，暈相對(duì)較薄，所以暈的收縮導(dǎo)致膠束核部分暴露于水中，從而形成一種新型膠束??semi-bald micelle。由于膠束核的疏水性，semi-bald micelle并不穩(wěn)定，從而發(fā)生聚集以減少核暴露面積，最終形成了以疏水隧道為交聯(lián)點(diǎn)的無(wú)窮大逾滲膠束網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，宏觀(guān)表現(xiàn)為凝膠。
??????基于該模型，丁建東課題組提出了熱致凝膠化體系的基本設(shè)計(jì)原則。
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??????以博士生崔書(shū)銓為第一作者的論文在高分子學(xué)科國(guó)際權(quán)威期刊Macromolecules上發(fā)表。詳見(jiàn)：Shuquan Cui, Lin Yu and Jiandong Ding*, Semi-bald Micelles and Corresponding Percolated Micelle Networks of Thermogels, Macromolecules, 51, 6405-6420 (2018).
? ? ? ?文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.8b01014
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