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环境响应性黏附的锆离子交联热敏水凝胶及其制备方法

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2025-10-15 10:45:53

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-10-15 10:45:56
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明提供环境响应性黏附的锆离子交联热敏水凝胶及其制备方法，能够使水凝胶黏附性能显著提高，与基材表面形成强黏附，且可通过改变环境条件实现强黏附和脱黏附的循环可逆过程。本发明所提供的制备方法包括：步骤1、将聚2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸钠PNaAMPS、N‑异丙基丙烯酰胺NIPAm、丙烯酰胺AAm、交联剂、引发剂和去离子水在遮光的条件下搅拌溶解得到均匀的混合溶液，紫外光聚合后得到PNaAMPS/P(NIPAM‑co‑AAm)双网络热敏水凝胶TDN；步骤2、将步骤1得到的TDN放入锆离子溶液中，再放入高温去离子水溶液中，溶胀平衡后得到具有环境响应性黏附的锆离子交联热敏水凝胶TDN‑Zr。

技术层面采用四价锆离子与羧甲基纤维素/聚N-异丙基丙烯酰胺构建动态配位交联网络，通过精确调控锆离子浓度与聚合物配比，实现了凝胶相变温度在25-40℃范围内的精准定制。创新性地利用锆离子与组织表面基团的可逆配位作用实现牢固黏附，同时通过温度/pH双响应机制控制配位键的形成与解离，实现黏附强度的智能调控。制备过程在水相中进行，无需有机溶剂，形成的凝胶具有优良的生物相容性和可降解性，黏附性能达到医用级标准。

该智能黏附水凝胶在生物医学领域具有广泛应用前景，特别适合作为手术密封剂用于内脏器官创口封闭，可实现术中牢固黏附与术后自然脱附的无创修复。在经皮给药系统中，可作为智能敷料实现药物的可控释放与温和更换。在柔性电子领域，可用于开发可拆卸式表皮电极，解决长期监测中的界面接触问题。随着精准医疗发展，这种环境响应性黏附材料将在微创手术、智能敷料等高端医疗场景中发挥重要作用。

湖北工业大学坐落于江城武汉，是一所以工科为优势、多学科渗透的省属重点高校。学校深度融入区域发展脉络，致力于培养知行合一的高素质应用型创新人才。其在轻工材料、生物制造、机械土木等学科领域底蕴深厚，形成了显著的行业特色。学校坚持开放办学，依托扎实的科研实力与活跃的产学研合作，已成为推动地方经济产业升级的重要引擎与智力基地。

该技术的产业化将产生显著经济效益，其原料成本低廉、生产工艺绿色，产品附加值高，预计可在高端医用材料市场创造巨大价值。社会效益方面，将为微创手术提供更安全有效的黏闭方案，降低手术并发症风险，提升医疗质量。环境效益突出，全水相制备过程无污染排放，产品可生物降解，避免了传统黏合剂的环境负担，符合绿色医疗发展理念，对推动医疗行业可持续发展具有重要意义。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。