近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院研究員喻學(xué)鋒、副研究員阮長順等合作，成功制備出生物可降解的黑磷/聚氨酯復(fù)合物。該復(fù)合物可“植入”復(fù)雜形狀記憶，在光照下展現(xiàn)多樣形變。
形狀記憶材料是一類能夠暫時固定在臨時形狀、受到外界刺激后回復(fù)到初始形狀的智能材料，在柔性電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)了越來越廣的應(yīng)用前景。開發(fā)可智能響應(yīng)近紅外光的生物可降解形狀記憶材料，具有巨大的臨床應(yīng)用價值，但同時也面臨著巨大挑戰(zhàn)。
在該研究中，研究團隊合成了黑磷納米片（黑磷烯）作為近紅外光熱納米填料，同時以具有可控降解的優(yōu)異熱致形狀記憶性能的哌嗪基聚氨酯材料為聚合物主體，復(fù)合獲得一種新型生物可降解且生物相容性優(yōu)異的黑磷/聚氨酯光致形變材料。該復(fù)合物在808nm光照射下可以快速升溫，引發(fā)復(fù)合材料的形狀變化，形狀回復(fù)率約為100%。體外和體內(nèi)檢測結(jié)果進一步表明，這種復(fù)合材料在活體內(nèi)展現(xiàn)出很好的近紅外光致形變效應(yīng)，且具有良好的生物相容性，其中聚氨酯可以自然降解成無毒的二氧化碳和水，而黑磷也可降解為無毒的磷酸鹽。該復(fù)合物未來有望應(yīng)用于各種自擴張支架、藥物控釋和可植入電子器件等生物醫(yī)療領(lǐng)域。
相關(guān)研究成果以Biodegradable near-infrared-photoresponsive shape memory implants based on black phosphorus nanofillers為題，發(fā)表在生物材料領(lǐng)域期刊Biomaterials上。謝寒寒、邵俊東和馬宇飛為該論文共同第一作者。該研究得到了中科院前沿科學(xué)研究重點計劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省人才計劃、深圳市科學(xué)技術(shù)研究基金等的資助。