在手术修复中，组织黏合剂面临一个两难困境：黏得太牢难降解，易影响组织再生；降解太快又无法提供足够支撑。传统材料的降解往往需要较高浓度的化学或生物刺激，难以匹配人体内复杂的生理微环境。如今，浙江大学杨卫院士领导的交叉力学中心曲绍兴教授团队突破这一瓶颈，开发出一种能响应生理浓度级痕量信号的新型水凝胶黏合剂。它仅在极低、生理可耐受的活性氧浓度下即可启动降解程序，真正实现了“伤口愈合，材料消失”的智能匹配。相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review）。

痕量刺激可控降解水凝胶的设计策略和降解机理

这种水凝胶的核心秘密，在于一种创新型交联剂SOA，其响应阈值极低，仅需伤口处微量活性氧即可触发降解。实验数据显示，在活性氧浓度低至0.0001%的环境中，水凝胶可在24小时内完全降解；在生理浓度活性氧环境（约0.0000001%）中，降解周期约为3周，与人体自然愈合进程高度同步。这种“低浓度启动、按时间消失”的特性，避免了传统材料因降解条件苛刻而导致的滞留或过早失效问题。

水凝胶在纯水和0.1% H₂O₂中在6小时（25℃）内的降解比较

作为伤口黏合剂，它的“黏合本事”也毫不逊色，且具备灵活的应用形态，可制成薄膜或粉末形式供临床场景选择。接触伤口后5秒内就能快速黏合，在潮湿环境下仍能保持200 J/m²的强黏合力——要知道伤口往往有渗出液，潮湿环境下普通黏合剂很容易失效，而这款水凝胶却能牢牢“抓住”组织。不管是在离体的猪心脏、肝脏上，还是在活鼠的心脏和肝脏伤口模型中，它都能快速密封伤口、有效止血。并且在体内降解后，周围组织没有出现炎症反应，降解产物也能被人体快速吸收代谢，不会留下“后遗症”。

研究团队还发现，通过调整SOA和另一种高活化阈值交联剂（TKA）的比例，可以精准控制水凝胶的降解时间（2-120小时）。而且它的应用场景不止于伤口黏合，还能通过3D打印制成不同形状，用于组织缺损填充，甚至能作为药物载体、医疗设备涂层，未来在生物医药领域有很大的应用潜力。

这种通过设计低阈值响应的交联系统，成功实现了水凝胶在生理浓度级痕量刺激下的可控降解。该策略不仅解决了传统组织黏合剂“降解条件苛刻”、“降解难控制”的痛点，又兼顾了黏合强度和生物安全性，为伤口治疗和组织修复提供了新方案，也让可降解生物材料的临床应用迈出了更扎实的一步。

原文：Trace-stimuli-triggered controlled degradation for hydrogel adhesives. National Science Review, nwaf498

来源: 《中国科学》杂志社