水凝膠通常用于體內(nèi)以幫助組織再生和藥物輸送。然而，一旦進入內(nèi)部，它們可能難以控制以實現(xiàn)最佳使用。德克薩斯農(nóng)工大學生物醫(yī)學工程系的一組研究人員正在開發(fā)一種利用光來操縱凝膠的新方法。
研究生 Patrick Lee 和副教授 Akhilesh Gaharwar 博士正在開發(fā)一種新型水凝膠，可以通過多種方式利用光。光是一種特別有吸引力的能源，因為它可以限制在預定區(qū)域內(nèi)，也可以通過曝光時間或強度進行微調(diào)。他們的工作最近發(fā)表在《先進材料》雜志上。
光響應水凝膠是一類新興材料，用于開發(fā)無創(chuàng)、非接觸、精確和可控的醫(yī)療設(shè)備，廣泛應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域，包括光熱療法、光動力療法、藥物輸送和再生醫(yī)學。
Lee 說，光響應生物材料常用于生物醫(yī)學應用。然而，目前的光源，如紫外線和可見光，無法充分穿透組織與水凝膠相互作用。相反，該團隊正在研究具有更高穿透深度的近紅外 (NIR) 光。
該團隊正在使用一種稱為二硫化鉬 (MoS2) 的新型二維納米材料，該材料對細胞的毒性可以忽略不計，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形成水凝膠。在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，該團隊進一步利用二硫化鉬納米片和熱響應聚合物通過光熱效應在近紅外光下控制水凝膠。
“這項工作利用光來激活動態(tài)聚合物-納米材料相互作用，”Gaharwar 說。“在 NIR 暴露后，MoS2 通過缺陷驅(qū)動的點擊化學與多個聚合物鏈連接，充當交聯(lián)中心，這是獨一無二的。”
近紅外光允許在體內(nèi)形成治療性水凝膠，以實現(xiàn)精確的藥物輸送。對于癌癥治療，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)生熱量以消融癌細胞，稱為光熱療法。因此，光熱療法和化學療法的協(xié)同組合在破壞癌細胞方面顯示出更高的功效。
標簽： 水凝膠
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