部分兩親性嵌段共聚物的水溶液隨溫度升高呈現可逆的溶膠-凝膠轉變。如果轉變溫度介于室溫和體溫之間，該類體系易于在室溫或更低溫度下與藥物或細胞混合，并可以注射；一旦注射進入體內，該體系在體溫刺激下原位物理凝膠化，自動包裹藥物或細胞，該過程不依賴于化學反應。近年來的研究發現，由常見的親水性的聚乙二醇（PEG）和疏水性的可降解脂肪族聚酯（PLGA等）這些適宜用于人體的聚合物所組成的嵌段共聚物在特定分子參數等條件下具備上述特性，為研發新型生物醫用材料開辟了新的重要的途徑。但該體系的凝膠結構與凝膠化機理尚不明晰。
復旦大學高分子科學系丁建東教授課題組利用計算機模擬與實驗相結合的方法揭示了PEG/PLGA熱致水凝膠的凝膠結構及其凝膠化機理，并提出了半禿膠束（semi-bald micelle）的概念。該組研究表明，低溫溶膠狀態時，嵌段共聚物自組裝形成大量平頭膠束（crew-cut micelle）。隨著溫度的升高，由于PEG的溫度敏感性，導致了膠束暈的收縮。而在crew-cut micelle 中，膠束的核非常大，暈相對較薄，所以暈的收縮導致膠束核部分暴露于水中，從而形成一種新型膠束——semi-bald micelle。由于膠束核的疏水性，semi-bald micelle并不穩定，從而發生聚集以減少核暴露面積，最終形成了以疏水隧道為交聯點的無窮大逾滲膠束網絡結構，宏觀表現為凝膠。
基于該模型，丁建東教授課題組提出了熱致凝膠化體系的基本設計原則。
這一成果近期發表在高分子學科國際權威期刊Macromolecules上，論文的第一作者為博士生崔書銓。詳見：Shuquan Cui, Lin Yu and Jiandong Ding*, Semi-bald Micelles and Corresponding Percolated Micelle Networks of Thermogels, Macromolecules, 51, 6405-6420 (2018).
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.8b01014
