关键词：木质素磺酸钠（SL）、月桂醇甲基丙烯酸酯（LMA）、丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）
One-pot fabrication of high-strength Janus hydrogel for wet tissue hemostasis and intestinal/intrauterine anti-adhesion
Nat. Commun. 28 April 2026，Article number: 5802
https://www.nature.com/articles/s41467-026-72468-8
一、研究背景
木质素磺酸钠作为一种廉价易得的可再生生物质大分子，其分子结构中含有大量磺酸基与羧基官能团，可参与水凝胶的网络构建并对官能团的空间分布产生调控作用。本研究提出一锅法制备策略，无需分步成型，依托木质素磺酸钠诱导羧基发生非均相聚集，原位构建具有不对称网络结构的Janus水凝胶（SLAA水凝胶）：该水凝胶一侧可对湿态受损组织实现牢固粘附，从而发挥止血功能；另一侧呈现低粘附特性，可作为物理屏障抑制术后组织粘连。
本研究对水凝胶的微观结构、力学性能与界面浸润特性进行了系统表征，并在大鼠、巴马猪的多脏器创伤模型中评价了其止血、创面修复及防粘连性能，为开发可替代缝合线的体内生物医用材料提供了新的研究思路。
二、实验部分
1、材料制备
以木质素磺酸钠（SL）、月桂醇甲基丙烯酸酯（LMA）、丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）为原料，采用一锅共聚法制备SLAA Janus水凝胶。将单体与木质素磺酸钠均匀混合后加入引发体系，在室温下发生聚合交联反应，依托木质素磺酸钠诱导羧基非均相聚集，自发形成上下两面具有不对称化学组成与微观孔结构的一体化水凝胶，整个凝胶化过程仅需5 min。通过调控木质素磺酸钠的添加量，制备得到S0.5LAA、S1.0LAA、S2.0LAA、S3.0LAA系列样品，用于后续性能筛选。
2、材料表征
利用扫描电子显微镜（SEM）表征水凝胶上下两面的微观孔结构；采用X射线光电子能谱（XPS）分析两面的表面化学基团组成差异；通过接触角测试表征水凝胶两面的亲疏水性；借助密度泛函理论（DFT）计算分子间结合能，解析界面相互作用机制；采用万能材料试验机测试水凝胶的力学强度。
3、体内动物实验
分别构建大鼠肝、心脏、肠道、子宫内膜损伤模型以及巴马猪脾脏、肺、胃创伤模型，评价SLAA水凝胶的体内快速止血性能。设置缝合组与商用粘合剂作为对照组，术后通过组织病理学分析，评估水凝胶对肠道、子宫内膜的创面修复效果以及对腹腔术后粘连的抑制能力。
三、结果与讨论
1、Janus 水凝胶的不对称结构与理化性质
扫描电子显微镜（SEM）表征结果证实，SLAA水凝胶的上下表面呈现出显著差异的微观形貌：水凝胶顶面为疏水基团富集的致密结构，底面则为富含羧基的多孔亲水结构。X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明，水凝胶两个表面的含氧官能团与含碳官能团含量存在显著性差异。接触角测试结果显示，随着木质素磺酸钠掺量的提升，水凝胶顶面的接触角逐渐增大，疏水性能不断增强；而底面接触角持续减小，亲水性显著提升，表明本研究成功在同一块水凝胶片上实现了双侧浸润性不对称分布。密度泛函理论（DFT）计算结果揭示了木质素磺酸钠与单体之间的分子间相互作用，阐明了一锅反应体系内羧基发生非均相聚集、自发形成Janus结构的内在机制。所制备的Janus水凝胶具备优异的力学性能，可承受体内组织的动态形变而不发生破裂。
2、多脏器快速止血性能
大鼠肝脏、心脏出血模型以及巴马猪脾脏、肺部、胃部大出血模型的实验结果表明，SLAA水凝胶的粘附面可快速贴合潮湿的出血组织，实现创口的快速封堵，可显著缩短止血时间，降低出血量。得益于高强度水凝胶网络与湿组织界面的强粘附作用，该水凝胶在搏动性脏器出血场景下仍可稳定贴合创面，实现有效应急止血。
3、术后防粘连与创面修复性能评价
在肠道损伤与子宫内膜损伤模型中，SLAA水凝胶的粘附侧可贴合受损组织，促进组织再生；非粘附侧则可形成光滑的物理隔离屏障，减少纤维组织过度增生与炎症反应。与传统缝合处理以及商用粘合剂处理组相比，水凝胶处理组的术后粘连发生率显著降低，组织病理学切片结果证实，水凝胶处理组创面的上皮化进程加快，炎症浸润程度更低，说明该水凝胶可有效促进脏器创面修复。
四、结论
本研究通过一锅法，利用木质素磺酸钠诱导羧基发生非均相聚集，快速制备得到一体化高强度Janus水凝胶。该材料制备方法简便，同时兼具优异的力学性能与双侧不对称湿态粘附特性：单侧可牢固粘附湿组织实现快速止血，另一侧的低粘附屏障可有效抑制肠道、宫腔术后粘连。大鼠与巴马猪大动物模型实验验证了该水凝胶在多脏器创伤中的止血与组织修复效果。本文提出的一锅法构建Janus水凝胶的策略操作简便，为开发新一代体内生物粘合剂提供了新的思路，在外科体内创伤修复领域具备良好的转化应用潜力。
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