水凝膠通常用于體內(nèi)以幫助組織再生和藥物輸送。然而，一旦進(jìn)入內(nèi)部，它們可能難以控制以實(shí)現(xiàn)最佳使用。德克薩斯農(nóng)工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的一組研究人員正在開(kāi)發(fā)一種利用光來(lái)操縱凝膠的新方法。
研究生 Patrick Lee 和副教授 Akhilesh Gaharwar 博士正在開(kāi)發(fā)一種新型水凝膠，可以通過(guò)多種方式利用光。光是一種特別有吸引力的能源，因?yàn)樗梢韵拗圃陬A(yù)定區(qū)域內(nèi)，也可以通過(guò)曝光時(shí)間或強(qiáng)度進(jìn)行微調(diào)。他們的工作最近發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。
光響應(yīng)水凝膠是一類(lèi)新興材料，用于開(kāi)發(fā)無(wú)創(chuàng)、非接觸、精確和可控的醫(yī)療設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括光熱療法、光動(dòng)力療法、藥物輸送和再生醫(yī)學(xué)。
Lee 說(shuō)，光響應(yīng)生物材料常用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。然而，目前的光源，如紫外線和可見(jiàn)光，無(wú)法充分穿透組織與水凝膠相互作用。相反，該團(tuán)隊(duì)正在研究具有更高穿透深度的近紅外 (NIR) 光。
該團(tuán)隊(duì)正在使用一種稱(chēng)為二硫化鉬 (MoS2) 的新型二維納米材料，該材料對(duì)細(xì)胞的毒性可以忽略不計(jì)，并且具有出色的近紅外吸收。這些具有高光熱轉(zhuǎn)換效率的納米片可以吸收近紅外光并將其轉(zhuǎn)化為熱量，可用于控制熱響應(yīng)材料。
在該小組之前發(fā)表在 Advanced Materials 上的研究中，某些聚合物與二硫化鉬納米片反應(yīng)形成水凝膠。在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用二硫化鉬納米片和熱響應(yīng)聚合物通過(guò)光熱效應(yīng)在近紅外光下控制水凝膠。
“這項(xiàng)工作利用光來(lái)激活動(dòng)態(tài)聚合物-納米材料相互作用，”Gaharwar 說(shuō)。“在 NIR 暴露后，MoS2 通過(guò)缺陷驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)擊化學(xué)與多個(gè)聚合物鏈連接，充當(dāng)交聯(lián)中心，這是獨(dú)一無(wú)二的。”
近紅外光允許在體內(nèi)形成治療性水凝膠，以實(shí)現(xiàn)精確的藥物輸送。對(duì)于癌癥治療，大部分藥物可以保留在腫瘤內(nèi)，這將減輕化療的副作用。此外，近紅外光可以在腫瘤內(nèi)部產(chǎn)生熱量以消融癌細(xì)胞，稱(chēng)為光熱療法。因此，光熱療法和化學(xué)療法的協(xié)同組合在破壞癌細(xì)胞方面顯示出更高的功效。
標(biāo)簽： 水凝膠
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