镉掺杂L-精氨酸乙酸盐单晶的线性和非线性光学性能提升及其在光子学中的应用

本研究针对生物医学领域对功能性材料的需求，通过聚(双(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)磷酸酯)(PBMEP)-聚丙烯酰胺(PAAm)-黄蓍胶(TG)共聚水凝胶的合成，开发了兼具药物控释(DD)和伤口敷料(HYWD)功能的新型材料。该材料通过13C NMR、FESEM等技术表征，显示优异的流体吸收能力(14 g/g)、28.27%自由基捕获率及氧气/水蒸气渗透性，为慢性伤口治疗提供了创新解决方案。

　　

在生物医学材料领域，慢性伤口管理和药物控释系统始终面临重大挑战。传统敷料难以平衡湿润环境维持、微生物屏障和药物缓释等多重需求，而合成高分子材料又常存在生物相容性不足的问题。天然生物活性聚合物如黄蓍胶(TG)因其优异的抗氧化性和伤口愈合促进特性备受关注，但纯天然材料的机械性能和功能可调性有限。

研究人员通过创新性地将聚(双(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)磷酸酯)(PBMEP)与聚丙烯酰胺(PAAm)接枝到TG骨架上，构建了具有共价和超分子相互作用的杂化网络水凝胶。该研究采用¹³C NMR和FTIR证实了化学结构，通过FESEM观察到多孔形态，XRD显示非晶态特征。TGA-DSC分析揭示材料在162-842°C的三阶段热分解过程，而溶胀实验表明其在模拟伤口流体(SWF)中吸收达13.67 g/g。

关键技术包括：自由基聚合合成TG-cl-P(BMEP-co-AAm)水凝胶；使用SEM/FESEM进行形貌表征；通过¹³C NMR和FTIR验证化学结构；采用TGA-DSC分析热稳定性；通过DPPH和Folin-Ciocalteu法评估抗氧化活性；应用Winkler法和干燥剂法测定氧气/水蒸气渗透性；进行微生物渗透测试验证屏障功能。

3.1 表征分析
SEM显示材料具有不均匀的疏松多孔结构（×80-550放大），有利于细胞迁移。FESEM进一步证实表面异质性（×10k-80k），EDAX检测到C(34.19%)、O(64.46%)、P(1.03%)和N(0.32%)元素分布。FTIR在3338-3190 cm^-1出现OH/NH特征峰，1721 cm^-1为酯键振动，1237 cm^-1对应P=O键。¹³C NMR在177-171 ppm显示羰基信号，100.6 ppm为吡喃糖残基特征峰。XRD在21°呈现宽泛非晶峰，TGA显示三阶段降解（最大失重35.23% @247°C），DSC检测到237.5°C吸热峰和683.9°C放热峰。

3.2 溶胀性能
BMEP浓度从1.99×10^-2增至9.93×10^-2 mol/L时，溶胀度由17.56降至5.02 g/g，交联密度提高导致网络紧缩。AAm含量增加则因亲水性增强使溶胀度升至20.28 g/g。在pH 2.2-PBS介质中呈现非Fickian扩散（n=0.56-0.67），蒸馏水吸收达21.5 g/g。

3.3 药物释放
环丙沙星(CFX)在SWF中呈现缓释特性，Korsmeyer-Peppas模型最佳拟合（R²=0.995），释放指数n=0.47表明Fickian扩散机制。酸性介质因药物溶解度更高释放更快，超分子相互作用延缓了释放速率。

3.4-3.9 生物医学性能
伤口渗出液吸收达13.67±0.92 g/g，DPPH自由基清除率28.27±0.28%，Folin-Ciocalteu测定抗氧化活性为10.26±1.92 μg GAE。氧气渗透率3.0±0.0 mg/L，水蒸气传输率388.35±5.72 g/m²/day。微生物渗透测试30天无浑浊，拉伸强度0.63±0.05 N/mm²，断裂伸长率137.20±10.10%，孔隙率16.63±3.00%。

该研究成功开发了兼具多重功能的TG基水凝胶敷料，其创新性体现在：① 通过磷酸酯-酰胺协同改性提升了天然聚合物的机械性能；② 非晶态多孔结构实现了14 g/g的流体吸收能力；③ 28.27%的抗氧化活性优于同类TG-藻酸盐材料（19.12 μg GAE）；④ 氧气/水蒸气双渗透特性创造了理想愈合环境。尤为重要的是，材料在模拟伤口pH(8.0±0.2)下仍保持缓释特性，这对糖尿病足溃疡等慢性伤口治疗具有特殊价值。研究结果为开发新一代多功能伤口敷料提供了重要参考，相关成果发表在《Next Materials》期刊。