突破水化层屏障：一种基于PGA/TA/Tyr水凝胶系统的超强软骨修复水下粘合剂

为解决软骨无血管神经导致的自我修复能力差、植入支架易位移等问题，研究人员开发了一种基于聚乙醇酸(PGA)、单宁酸(TA)和酪氨酸(Tyr)的水凝胶粘合剂。通过无水CaSO4和ZnSO4的协同作用，该粘合剂实现了6.8 MPa的水下粘附强度，成功修复全层软骨缺损，为新一代生物医用粘合剂提供了创新方案。

　　

软骨组织因缺乏血管和神经支配而自我修复能力极差，加之关节软骨基质固有的抗粘附特性，使得植入支架常面临移位、机械稳定性降低等难题。这项研究创新性地开发出基于聚乙醇酸(polyglycolic acid, PGA)、单宁酸(tannic acid, TA)和酪氨酸(tyrosine, Tyr)的水凝胶粘合系统。受陶瓷材料中纳米颗粒"钉扎效应"启发，研究人员引入无水硫酸钙(CaSO₄)作为关键组分——其吸水特性可穿透水化层屏障，将聚合物链牢固锚定在基底表面。配合硫酸锌(ZnSO₄)的金属离子与聚合物基团形成配位键，通过多重键合机制赋予材料卓越的抗溶胀性能和超强粘附力。该粘合剂在铁质基底上展现出6.8兆帕的水下粘附强度，成功克服软骨抗粘附特性。动物实验证实，无需外源因子或细胞辅助，该材料即可实现全层软骨缺损的功能性修复。这项突破为新一代水下医用粘合剂开发提供了全新思路，在组织工程和再生医学领域具有广阔应用前景。