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　　根據發表在《Advanced Healthcare Materials》雜志上的論文顯示，研究團隊的辦法是將一層水凝膠(一種主要由水組成的柔軟、光滑的聚合物材料)強力粘合到常見柔材料(如乳膠、橡膠和硅膠等)上。粘合后就得到了柔軟、可拉伸、光滑，并且不會滲漏病毒和其他小分子的“水凝膠疊層”。

　　另外，將化合物嵌入到水凝膠涂層中，還可以使其具備檢測病理分子的功能。同時，藥物也可以嵌入到水凝膠中并從水凝膠涂層中緩慢釋放，從而更好地治療體內的疾病。

　　麻省理工學院機械工程系副教授、該團隊的領導者趙選賀博士稱，將水凝膠涂層粘合到了各種柔性醫療器械上，如導尿管和靜脈注射管等。涂層在經受彎曲和扭曲的考驗后，依然沒有開裂的問題，非常耐用。涂層還非常光滑，摩擦力遠小于無涂層標準導尿管，因而可以減輕患者的不適感。

　　該團隊還將這種水凝膠涂層應用到了另一種廣泛使用的柔性產品上：避孕套。研究人員說，除了通過減少摩擦來增強現有乳膠避孕套的舒適性外，水凝膠涂層中還可以嵌入抗乳膠過敏的藥物以提高避孕套的安全性。

　　“我們已經證明水凝膠確實有可能取代普通的柔性材料，”趙選賀說，“現在我們掌握了將水凝膠與其他材料組合到一起的方法，這將有可能應用到與身體發生接觸的各種醫療器械上。”

　　水凝膠的“七十二變”

　　趙選賀的團隊之前發明了一種新方法，將大量水和少量聚合物組成混合物，制成堅韌、可拉伸的水凝膠。在此基礎上又發展了另一種技術，首先使用二苯基甲酮處理橡膠和硅膠等柔性材料的表面，再將水凝膠粘合到這些柔性材料上，二苯基甲酮這種分子溶液暴露于紫外線中時，會致使柔性和水凝膠之間形成很強的化學鍵。

　　研究人員應用這些技術制造出了水凝膠疊層：兩層水凝膠中間夾一層柔性的三明治結構。然后，他們對這種疊層結構進行了一系列機械測試，發現即使在拉長數倍時這種結構也不會發生撕裂或開裂，而是能一直保持結實耐用。

　　該團隊還將這種疊層結構放置在雙室容器中，一側填充去離子水，另一側填充分子染料。幾小時后，疊層仍能有效的阻止染料從一側滲透到另一側，相比之下，僅有一層水凝膠時，染料則能輕易地通過。他們從而得出結論，疊層中的柔性材料使得整個結構具備了防滲透性——他們推測這種結構也可以阻止病毒和其他小分子通過。

　　在另一項測試中，該團隊將 pH 敏感分子混入涂覆在柔性材料一側的水凝膠涂層中，將綠色食品染料混入另一側的水凝膠涂層。這次，他們將整個疊層結構浸入兩側都填充了去離子水的雙室容器中。

　　當改變容器中水的酸度時，研究人員觀察到含有 pH 指示劑的水凝膠涂層變亮了。同時，綠色染料從水凝膠涂層緩慢滲透到了另一側水中。參與的研究人員 German Parada 說：“我們可以將 pH 敏感分子混入水凝膠，也可以將需要逐漸釋放的藥物混入水凝膠中。 總之，可以調整凝膠的特質以滿足不同的應用需求。”

　　應用前景廣闊

　　研究人員首先將水凝膠疊層應用到了柔性器械上，他們利用先前開發的技術將水凝膠涂覆到各種柔性器械上，如硅膠管、Foley 導尿管和避孕套。

　　Parada 說：“我們首先關注的是導尿管，因為它們質地粗糙堅硬，容易引起不適感，而且導尿管感染會致使約 50% 的患者再次入院。其次，我們認為可以將其應用于避孕套，因為現有的乳膠避孕套會引起大量有關敏感性和過敏反應的問題，如果可以將藥物混入水凝膠避孕套中，就可以使人體得到更好的保護。”

　　研究人員發現，即使將水凝膠涂層導管劇烈彎曲、折疊并打成結，水凝膠涂層仍能牢固地粘合在導管上而不會開裂。當對涂層導尿管和避孕套充氣膨脹時，結果也是如此。

　　Parada 說，可以調整水凝膠疊層的尺寸以適應不同的器械。例如，科學家可以選擇較厚的柔性材料來增強疊層的強度，或者選擇較厚的水凝膠涂層以便摻入更多的藥物分子或傳感器。還可以根據所需的摩擦力的大小，改變水凝膠的設計從而改變疊層的光滑度。

　　“我們能夠大規模制造可以涂覆醫療器械的水凝膠，而且這種水凝膠還不會對人體造成刺激，”趙選賀說。“基于這個技術平臺的應用有多廣泛可想而知。”