天博《Gels期刊2022–2023年中国学者优秀论文辑》：涵盖3D打印、医用粘

　　天博《Gels期刊2022–2023年中国学者优秀论文辑》：涵盖3D打印、医用粘合剂、超柔性气凝胶、传感器等热门领域本期推文为您精选 Gels 期刊2022–2023年发表的6篇中国优质文章，内容涉及水凝胶作为三维生物打印墨水在组织工程中的应用天博、用于伤口愈合的多糖多功能水凝胶生物粘合剂、超柔性硅气凝胶的制备及其在油水分离中的应用、两性离子型水凝胶的制备、性能及生物医学应用研究进展、响应电离辐射的水凝胶传感器的最新进展以及用于堵漏的聚合物凝胶的理化特性实验研究。我们希望能与读者分享凝胶材料的最新研究进展，欢迎大家与我们共同探讨。

　　三维 (3D) 生物打印是随着3D打印技术的发展而兴起的一种先进制造技术。将3D生物打印技术与组织工程相结合，能够利用含有生物材料和细胞的生物墨水 (Bioink) 精确地打印出特定形状和结构的产品。水凝胶作为生物墨水具有可调节的打印性能，能够顺利地打印出所需的形状和结构。尤其值得注意的是，水凝胶能够模拟自然组织的微环境，有助于促进细胞和组织的生长。本文概述了常用的水凝胶生物墨水材料，以及先进的生物打印技术，包括喷墨生物打印、挤压式生物打印、激光辅助生物打印、光固化式生物打印、悬浮生物打印和数字3D生物打印等。另外，本文亦对水凝胶3D打印技术的印刷特性进行了梳理与归纳。本文最后概述了生物打印水凝胶的生物学特性，探讨了其在骨组织工程、皮肤组织工程、心血管组织工程等应用领域的研究进展，并对当前存在的问题和未来的研究方向进行了展望。3D生物打印技术的发展为定制化的组织工程产品的制备提供了新的可能性。

　　伤口愈合一直是生物学领域备受关注的议题。众所周知，伤口愈合是一个复杂且持续时间较长的生物过程，涉及止血、炎症、增殖和重塑多个阶段。为了实现全面、系统的伤口处理，我们急需合适的伤口处理生物粘合剂。水凝胶生物粘合剂具有优异的性能，在伤口处理领域表现出诸多优势。本文详细介绍了适用于伤口愈合的理想型水凝胶生物粘合剂的设计标准和功能，并对基于多糖的多功能水凝胶生物粘合剂的最新进展进行了全面的探讨，包括壳聚糖、透明质酸、海藻酸盐、纤维素、右旋糖酐、魔芋葡甘聚糖、硫酸软骨素以及其他多糖类物质天博。最后，作者提出了当前多糖基水凝胶生物粘合剂在伤口愈合中面临的挑战以及未来的研究方向，以期进一步推动水凝胶伤口敷料的基础研究和应用转化。

　　气凝胶具有高比表面积和超柔特性，能够高效地吸附油水混合物中的油分，实现油水分离。在本文中，研究者制备了一种超柔性二氧化硅气凝胶天博，并展示了其在高效油水分离方面的应用潜力。以二氧化硅为前驱体，甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷为硅源，通过水解、干燥、溶剂置换和常压干燥等一系列工艺，成功制备了一种超柔性疏水亲油性 (接触角为137°) 固体凝胶。吸附分离实验证实了这一超柔性二氧化硅气凝胶对油类物质的吸附分离率与油类物质的粘度有关。通过探讨该超气凝胶在不同油水分离条件下的性能表现，本文作者提出了进一步优化其结构和性能的可能途径。这种超柔性二氧化硅气凝胶在原油渗漏处置、餐厨废油回收等领域具有广阔的应用前景。

　　从天然多糖 (如葡聚糖) 到合成聚合物 (如聚乙二醇，PEG)，防污材料在过去20年间得到了快速发展。然而，最近的研究表明，包括PEG在内的传统防污材料仍然无法克服复杂的人类环境所带来的挑战。两性离子型材料是一类同时含有阳离子和阴离子基团的材料，其总电荷为中性。与PEG材料相比，两性离子型材料具有更强的水合作用，这被认为是防污的最重要因素。在两性离子型材料中，两性离子型水凝胶具有出色的结构稳定性和可控调节能力，可应用于多种生物医学场景。本文探讨了两性离子型材料的机理、结构，以及两性离子型水凝胶的制备方法和性能，并对两性离子水凝胶的物理化学性质进行了分析，如结构稳定性、溶胀性和生物相容性等。最后，论文详细讨论了双性离子水凝胶在生物医学领域的应用，包括组织工程、药物传递、医疗器械涂层等方面的研究进展。这些内容全面总结了两性离子水凝胶的制备、性质和应用，为该领域的研究提供了重要的参考和启示。

　　电离辐射广泛存在于自然界和人类生存环境中，在各行各业有着广泛的应用。以放射治疗为例，适量的辐射能够定位于肿瘤组织，消灭肿瘤细胞。然而，若辐射剂量超出合适范围，可能会损伤的正常组织。因此，测量电离辐射剂量的传感器在许多领域，尤其是生物医学领域 (如肿瘤治疗) 至关重要。传统的剂量计，如电离室、硅二极管和热释光剂量计，一直以来被广泛采用。然而，它们都存在一定程度的局限性。近年来，水凝胶传感器/剂量计用于测量电离辐射剂量，因其具备与组织的等效性和生物相容性而受到广泛关注。本文对聚合物、Fricke (弗里克凝胶剂量计)、放射性变色、放射性荧光和纳米粒子嵌入剂量计等水凝胶剂量计进行了分类，详细介绍了水凝胶传感器的设计原理和结构特点，包括水凝胶的特性、传感器的工作机制以及响应辐射的原理。无论电离辐射的能量和剂量率如何，它们中的大多数都表现出理想的线性响应和灵敏度。本文最后讨论了水凝胶传感器在核能、医学影像和环境监测等领域的潜在应用前景，以及未来的研究方向和挑战。通过回顾水凝胶传感器在放射治疗中的潜在应用，论文作者希望材料科学、化学、放射生物学和核科学等多学科领域专家能通力合作，推动该领域蓬勃发展。

　　聚合物凝胶堵漏技术是控制裂缝性井漏的常用且有效技术之一。其中，凝胶堵漏剂的性能好坏是堵漏成功与否的关键。本文主要通过流变学测试等方法研究了基于聚丙烯酰胺剪切触变型凝胶体系的抗冲稀、耐高温和耐高盐等理化性能。研究结果显示，剪切触变型凝胶体系具有抗冲稀能力，能够在3倍体积的重盐水与3/7体积的白油混合条件下形成凝胶，并保持结构和形态的稳定。在140℃和不同引发剂浓度条件下，该凝胶体系的凝胶时间可控，并表现出良好的注射性能。同时，剪切触变型凝胶体系具有耐高温高盐的能力，在盐水中也能有效成胶。在温度为140 ℃、扫描频率为4 Hz时，水凝胶储能模量达到4700 Pa，具有优异的力学性能。经过扫描电子显微镜观察，发现剪切触变型凝胶体系在高盐条件下依然能够维持稳定的三维网状空间骨架，表现出出色的高盐耐受能力。因此，该剪切触变型凝胶具备优异的耐高温高盐、抗冲稀和剪切响应特性。对其抗冲稀和耐温耐盐等理化性能的研究，有望为凝胶堵漏技术在有效封堵漏失层方面提供理论依据和参考。

　　期刊主题覆盖凝胶、有机凝胶、水凝胶、离子凝胶、干凝胶、胶体凝胶、凝胶化机理相关的计算模型及凝胶材料相关的合成、表征和应用等。

　　*本文由MDPI中国办公室翻译撰写，文中涉及到的论文翻译部分，为译者在个人理解之上的概述与转达，论文详情及准确信息请参考英文原文。