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  溶脹型胃滯留水凝膠在接觸胃液后可迅速溶脹以防止通過幽門，實現胃滯留，在肥胖干預、藥物運輸以及體內智能健康監測等方面具有廣闊的應用前景。然而，溶脹常導致高分子鏈的拉伸甚至斷裂，破壞水凝膠的三維網狀結構。水凝膠力學強度下降，難以抵抗頻繁的胃收縮和胃酸的侵蝕，導致胃滯留失敗。

圖1 雙網絡水凝膠設計。AM：丙烯酰胺；CS：殼聚糖；SA：海藻酸鈉。

本文要點：

圖2 水凝膠脫水和溶脹性能表征。(a) 水凝膠脫水和溶脹后的照片。(b) 浸入模擬胃液后，水凝膠直徑隨時間變化的曲線。(c) 水凝膠的體積變化和 (d) 溶脹率。(e) 展開型胃滯留水凝膠。該水凝膠可被制備成多邊形結構，并在折疊后被封裝進000號的水溶性膠囊，在37℃的模擬胃液中浸泡，隨著膠囊的溶解，水凝膠逐漸展開恢復其原始形狀。比例尺: 2 cm。 

圖3 水凝膠在溶脹前后的壓縮性能變化。(a)水凝膠經90%應變的壓縮后可恢復至原始形狀。比例尺: 1 cm。(b)水凝膠浸入模擬胃液后的壓縮應力-應變曲線。(c)不同應變下，水凝膠壓應力隨時間變化曲線。

圖4 水凝膠的降解及藥物釋放。(a)水凝膠提取液與HaCaT細胞共培養24 h、48 h和72 h后的細胞活性。(b)在模擬胃液中，水凝膠溫度隨時間的變化。(c)水凝膠在還原性谷胱甘肽和溶菌酶混合溶液中的降解。(d)濃度為1~30 wt.%的格列吡嗪的累積釋放曲線。

圖5 水凝膠在兔胃內的滯留。比例尺: 5 cm。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.109816

作者團隊簡介：

通訊作者：

  張偉，大連理工大學，教授，博士生導師，英國Leeds大學博士，英國Surrey大學博士后。主要從事生物醫用水凝膠、自控溫磁感應熱療技術等方面研究。以第一作者/通訊作者發表SCI論文60余篇（封面論文4篇）；授權國家發明專利20余項，軟件著作權3項。負責國家重點研發計劃項目課題等省部級以上縱向項目10余項，負責科研經費近1000萬。E-mail: wei.zhang@dlut.edu.cn

團隊負責人：

  吳承偉，大連理工大學，教授，博士生導師，清華大學工學博士。近年來主要從事生物醫用材料與生物力學研究。累計發表SCI術論文150余篇，授權國家發明專利30余項。負責國家重點研發計劃項目課題、國家自然科學基金重點基金等項目30余項，科研經費超過2200萬。E-mail: cwwu@dlut.edu.cn

團隊簡介：

  大連理工大學工程力學系生物與納米力學實驗室目前有教授3人，副教授3人，高級工程師1人。團隊主要研究方向包括：

  1）生物材料與納米力學；

  2）水凝膠在生物醫療中應用；

  3）磁性納米材料與腫瘤磁熱療技術。

  歡迎力學、材料、生物醫學、化學等交叉學科知識背景的同學加入，大家一起做一些有意義的研究工作！