光敏感型水凝胶的研究进展.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#光敏感型水凝胶的研究进展**廖悦，徐子扬，刘文广（天津大学材料科学与工程学院，天津，300350）5摘要：由于可实现远程、精准控制以及刺激因素的调控灵活方便等独特优势，光敏感型水凝胶取得了快速进展。近年来，人们发展了很多光敏感型水凝胶体系，根据光敏型基团的光致反应机理不同，主要可以分为光异构型水凝胶、光裂解型水凝胶和光二聚型水凝胶。这些光敏感型水凝胶可以在细胞培养、脱附、可控释放等方面得到应用。本文综述了近年来光敏感型水凝胶的研究进展以及在生物医学方面的应用，并对其未来的发展方向进行了展望。10关键

2、词：光敏感；水凝胶；生物医学应用中图分类号：0648.17RecentadvanceinphotosensitivehydrogelsLIAOYue,XUZiyang,LIUWenguang15(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300350)Abstract:Rapidprogresshasbeenmadeinphosensitivehydrogelsrecentlyduetotheirspecificadvantagessuchasremotesensing,pre

3、cisecontrollingandflexibleadjustmentofthestimulatingfactors.Lotsofphotosensitivehydrogelsystemshavebeendevelopedandcouldbegroupedintothreemaincategoriesaccordingtothephotoinducedmechanismofphotosensitivegroup:photoisomerized20hydrogels,lightcleavablehydrogelsandlightsensitivedimerize

4、dhydrogels.Andthesehydrogelshavebeenbeusedincontrollingcelladhesion/detachmentandcontrolledreleaseofcell.Inthisarticle,recentprogressinphotosensitivehydrgelsandtheirbimedicalapplicationswerereviewedandfuturedevelopmentdirectionwasoutlooked.Keywords:photosensitivity;hydrogels;biomedic

5、alapplications250引言光敏感型水凝胶，是一类可以响应光信号而发生物理性质或化学性质变化的智能型水凝胶。此类水凝胶的聚合物网络内部通常包含一个光感受器（通常是具有光致变色能力的发色团）和一个功能基团，当光照时，光信号首先由光感受器中的发色团捕获，然后通过发色团30的异构化、裂解或二聚反应将它转变成化学信号，这个化学信号经过一个化学回路被转移至[1]功能基团，从而影响和改变了水凝胶的结构和性能。与其他刺激因素相比，光具有快速、高效、节能、安全的优势，能够在时间和空间上实现对水凝胶进行远程、精准控制，这使得[2-4]光敏型水凝胶得到了迅速的发展。光敏型

6、水凝胶的响应行为与光敏型基团的选择有关，而根据光敏型基团的光致反应机理不同，光敏型水凝胶可以分为三类：光异构型水凝胶、光[5]35裂解型水凝胶以及光二聚型水凝胶。1光异构型水凝胶光异构型水凝胶是聚合物分子链上含有多个光异构型基团的水凝胶。常见的光异构型基团主要包括偶氮苯（azobenzene）和螺吡喃（spiropyran）等。这些基团均能在紫外、可见光基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金的资助（20130032110006）作者简介：廖悦（1991-），女，硕士研究生，主要研究方向：生物医用高分子材料通信联系人：刘文广（1968-），男，教授/博导，主要研

7、究方向：生物医用高分子材料.E-mail:wgliu@tju.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn40照射下发生可逆的异构化反应，造成水凝胶网络亲疏水性的转变。1.1基于偶氮苯基团的光异构型水凝胶偶氮苯基团的光致反应机理是其内部的N=N键发生了可逆的顺反异构化过程。当受到紫外光辐照时，偶氮苯基团会经历从反式结构到顺式结构的异构化过程，而在照射可见光或升温之后，又能恢复到反式结构。这是由于偶氮苯基团在紫外区有一个π-π*强吸收峰，而[6]45在可见区有一个n-π*弱吸收峰，通常反式结构比顺式结构更稳定，能量差约为50kJ

8、/mol。此外，偶氮苯基