水凝胶

有机硅弹性体材料在生物医学器件领域得到了广泛的应用，但由于其表面润滑性能和固有疏水性差，使其应用受到极大的限制。本文描述了一种在聚二甲基硅氧烷( PDMS )有机硅弹性体表面生成健壮的层状软物质润滑涂层的新策略，通过将聚甲基丙烯酸甜菜碱磺酯( PSBMA )的厚聚两性离子聚电解质刷包缠到引发剂包埋的P ( AAm-co-AA-co-HEMA-Br ) / Fe的刚性水凝胶涂层亚表面，实现统一的低摩擦、高承载性能。同时，通过添加铁粉，将厚度可控的刚性水凝胶层共价锚定在PDMS表面，通过表面催化引发自由基聚合( SCIRP )方法提供催化位点，并提供较高的承载能力，而最顶层的刷/水凝胶复合层则对水润滑高效。在以钢球为滑动副的水环境中，它们的协同效应能够在较宽的载荷范围内获得较低的摩擦系数( COFs )。进一步考察了刚性水凝胶层的力学模量对层状涂层润滑性能的影响，其中只有当刚性水凝胶层的模量与PDMS基体匹配良好时，COF才最低。令人惊讶的是，改性PDMS的COF可以保持较低的摩擦力( COF )

聚二甲基硅氧烷( PDMS )具有使用方便、弹性好、光学透明、微加工成本低等优点，是用于芯片上器官设备和微生理系统的主要材料。然而，PDMS对小分子疏水分子的吸附以及PDMS负载器件的高通量制造能力有限，严重限制了这些系统在个性化医学、药物发现、体外药动学/药效学( PK / PD )建模以及细胞对药物反应研究中的应用。因此，相对年轻的片上器官设备和MPS领域正逐步开始为这些关键应用过渡到替代的非吸收材料。本综述审查了在开发由弹性体、水凝胶、热塑性聚合物和无机材料等替代材料组成的片上器官装置和MPS方面所采取的一些第一步。同时也提供了PDMS-交替器件走向何处以及基于PDMS替代材料的多功能器件发展中必须克服的障碍的展望。