PEG-Diacrylamide(聚乙二醇二丙烯酰胺) 是一种以聚乙二醇(PEG)为骨架、两端修饰丙烯酰胺基团的功能化聚合物,因其双键反应活性和PEG的生物相容性,应用于生物医学、材料科学及纳米技术领域。
一、基础交联型水凝胶(纯 PEG-Diacrylamide 水凝胶)
通过 PEG-Diacrylamide 自身的丙烯酰胺基团发生自由基聚合(化学引发或光引发),形成三维网络结构,是最基础的水凝胶类型。
制备方式:
将 PEG-Diacrylamide 水溶液与自由基引发剂(如过硫酸铵/四甲基乙二胺,或光引发剂 Irgacure 2959)混合,在室温或紫外光照射下聚合,通过调节 PEG 分子量(如 2k、5k、10k Da)和浓度(5%-30% w/v)控制网络结构。
性能特点:
力学性能可调:低分子量(2k Da)或高浓度(20%-30%)时,交联密度高,水凝胶硬度大(弹性模量 10-100 kPa);高分子量(10k Da)或低浓度(5%-10%)时,网络疏松,柔韧性好(弹性模量 1-10 kPa)。
高稳定性:酰胺键抗水解能力强,在生理环境(pH 7.4,37℃)中降解缓慢(半衰期 > 6 个月),适合长期体内应用(如植入式支架)。
高亲水性:PEG 主链形成 “水化层”,减少蛋白吸附和细胞非特异性粘附,适合作为惰性屏障材料。
二、酶敏感型水凝胶(可降解功能)
通过引入酶敏感肽段作为交联剂,与 PEG-Diacrylamide 共聚合,制备可被特定酶降解的水凝胶,实现 “按需降解” 以匹配组织再生周期。
制备方式:
将 PEG-Diacrylamide 与含双巯基的酶敏感肽混合,利用丙烯酰胺基团与巯基的迈克尔加成反应交联,形成 “PEG-肽” 网络。
性能特点:
响应性降解:在tumour微环境或愈合组织中高表达的酶(如 MMP-2、MMP-9)作用下,肽段断裂,水凝胶逐步降解,降解速率可通过肽段序列和含量调控(如 MMP 浓度越高,降解越快)。
生物相容性良好:降解产物为 PEG 片段和小分子肽,无Poison 性积累,可被人体代谢清除。
三、光响应型水凝胶(时空可控交联)
利用 PEG-Diacrylamide 的光聚合特性,结合光引发剂和特定波长光源,实现水凝胶的 “时空准确成型”,尤其适合 3D 打印或局部原位交联。
制备方式:
将 PEG-Diacrylamide 与光引发剂(如 LAP)混合,通过紫外光(365 nm)或可见光(405 nm)照射引发聚合,通过控制光照区域和时间,准确调控水凝胶的形状和交联度。
性能特点:
快速成型:光照后数秒至数分钟内完成交联,适合微创手术中 “原位注射-光照固化”(如填充缺损组织)。
图案化能力:通过掩模或激光扫描,可制备具有复杂微观结构(如微孔、通道)的水凝胶,模拟细胞外基质的拓扑结构。
四、细胞/生物分子负载型水凝胶(活性载体功能)
通过温和的聚合条件(如低浓度引发剂、低温或短时间光照),在水凝胶网络中包载细胞、生长因子或蛋白质,实现活性物质的稳定保留与释放。
制备方式:
将细胞或生物分子(如 VEGF、BMP)与 PEG-Diacrylamide 溶液混合,采用低Poison 性光引发剂在温和光照下聚合,避免损伤生物活性。
性能特点:
高活性保留:温和条件下细胞存活率 > 80%,蛋白质类生物分子活性保留率 > 70%。
可控释放:生物分子通过扩散或水凝胶降解缓慢释放,释放动力学可通过交联密度调节(如高密度网络延缓释放)。
五、复合功能型水凝胶(多组分协同)
通过与其他材料(如纳米粒子、多糖、合成聚合物)复合,赋予水凝胶额外功能。
力学增强复合水凝胶
与纳米黏土(如 Laponite)、碳纳米管复合,利用纳米颗粒的物理交联作用,提升水凝胶的力学强度和韧性,适合承重组织(如软骨)修复。
导电复合水凝胶
与导电聚合物(如聚吡咯)或石墨烯复合,赋予水凝胶导电性,用于心肌组织工程(传递电信号促进细胞同步收缩)或生物电子界面材料(如柔性电极涂层)。
靶向功能复合水凝胶
引入靶向分子(如 RGD 肽、抗体),通过酰胺键或物理吸附固定于水凝胶表面,提高对特定细胞(如tumour细胞、成骨细胞)的识别与粘附能力。
六、自修复型水凝胶(动态网络结构)
通过在交联网络中引入动态共价键(如席夫碱、二硫键)或非共价相互作用(如氢键、金属配位),制备可重复修复的水凝胶,延长材料使用寿命。
制备方式:
将 PEG-Diacrylamide 与含双醛基的多糖(如氧化透明质酸)共混,丙烯酰胺聚合形成主网络,同时醛基与 PEG 或肽段的氨基形成动态席夫碱键,构建 “静态-动态” 双重网络。
性能特点:
受外力损伤后,动态键可自主重组,实现自修复。
兼具结构稳定性和动态响应性,适合关节、皮肤等需承受反复形变的组织修复。
名称: PEG-Diacrylamide
产品规格:mg/g
温馨提示:仅用于科研,不能用于人体
图:Diacrylamide