基于硫醇-烯点击化学的光固化明胶甲基丙烯酰胺/聚乙二醇/果胶杂化水凝胶：增强生物粘附与3D打印精度的组织工程应用

本刊推荐：研究针对明胶甲基丙烯酰胺（GMA）水凝胶存在生物粘附性弱、力学性能差及打印精度低等问题，创新性地通过硫醇-烯点击化学（thiol-ene click chemistry）和自由基聚合构建三种光交联杂化水凝胶体系。该体系显著提升材料柔性、组织粘附强度与3D打印适应性，凝胶时间缩短至3秒内，在组织密封剂和生物粘合剂领域展现重要应用价值。

　　

Highlight

光交联时间和杂化水凝胶体系的拟议网络结构

光固化流变学是评估水凝胶合成过程中光诱导交联反应的光凝胶时间的重要工具。本研究采用光流变学法通过实时测量粘弹性特性（即储能模量G’和损耗模量G’’）的快速变化，来分析配方溶液混合物（表1）的光凝胶或交联时间。G’代表体系的弹性行为，而G’’代表粘性行为。所有体系在紫外线照射下均表现出G’的快速上升，表明网络形成迅速。特别值得注意的是，硫醇-烯点击化学交联的体系在3秒内实现凝胶化，显著快于传统丙烯酸酯聚合体系。这种快速光固化特性使其非常适合需要即时粘合的应用场景（如术中组织密封）。

Conclusion

总结而言，我们通过两种光交联机制（硫醇-烯化学和丙烯酸酯聚合）开发了三种基于GMA的新型光交联生物粘附杂化水凝胶体系。研究了水凝胶的理化特性（通过系统性增加硫醇和儿茶酚官能团）以及各体系中粘附优化水凝胶的可打印性。每个体系均展现出独特优势：含硫醇化聚合物的水凝胶表现出卓越的柔性和细胞相容性，而含多巴胺甲基丙烯酸酯的体系则显示出优异的湿态组织粘附强度。这些材料因其快速光交联特性（凝胶时间在3秒内）有望作为组织粘合剂和密封剂应用。