缝合在伤口愈合中至关重要，目前所用的缝合材料种类丰富，主要有羊肠线、丝线、棉线、合成线等，缝合材料由单股线制成，与多丝缝合线相比阻力更小，抗菌性更好[1,2]。但是，由于术后反应及环境因素影响会造成一些并发症，如脱粘、界面裂纹、边缘分层和破损等，导致缝线失效的不确定性提高[3]，而且，缝合过程易造成二次感染，因此，医用粘合剂作为传统缝合线的替代品，因其较强的粘合能力已经被广泛应用于生物医药领域，特别是物理性损伤治疗和修复方面[4]。目前使用的医用粘合剂和止血剂主要为合成聚合物材料制成，包括纤维蛋白胶、白蛋白-戊二醛胶、氰基丙烯酸酯、聚乙二醇(PEG)基对应物等已广泛应用于临床。但纤维蛋白胶具有较低的组织粘附强度(20 kPa)，还可能会诱发潜在的感染和免疫原性；戊二醛对于皮肤粘膜有刺激性以及细胞毒性；氰基丙烯酸酯粘合剂对伤口和组织有很强的粘合力，而对湿组织的粘合力有限；PEG的粘合剂机械性能和粘合性较弱。因此，越来越多的研究集中在开发高性能和易于使用的天然高分子止血粘合剂和敷料上(如纤维、气凝胶和水凝胶)。天然高分子水凝胶是一种含水量高[5]、韧性高[6]、黏弹性好[7]、生物相容性好[8]的三维聚合物网状材料，含有羟基、羧基、氨基等极性亲水基团，因此能在水中快速溶胀同时保持大量的水而不溶解。天然高分子水凝胶的原料主要有蛋白质、壳聚糖、纤维素等，这些物质都是由许多重复单元结构连接而形成的，基本结构是以线形长链为基础的大分子化合物，聚合物分子链之间通过各种化学键和分子间作用力等进行交联构成网络而形成[9]。天然高分子水凝胶能够在组织之间通过氢键、偶极与偶极之间相互作用力与组织形成牢固稳定的粘附，它具有形状可控、生物相容性好及可控降解等优点，可以用最小创伤来填充人体形状不规则的伤口[10]，是近年来应用于神经修复、组织愈合、药物递送、伤口修复等的热点医用材料[11~14]。但是力学强度较弱，缺乏防粘连机制，导致其应用受到限制。自然界的生物在微观和宏观方面具有完美的结构，它们独特的粘附性能使其能够生存在潮湿复杂的环境中，这引发了科研人员的思考。通过仿造自然界中生物的结构、性能，进行系统分析比较，将生命科学与材料科学相融合，对天然高分子水凝胶进行设计和改性，能够赋予其优异的组织粘附性、生物安全性、形状可控性和防感染性等。本文概述了两种类型的仿生天然高分子水凝胶材料粘附机制，针对性地讨论了贻贝、藤壶、牡蛎的组成特性和咸水鱼、细胞外基质(ECM)的结构特点以及粘附机理，并介绍了相应仿生天然高分子水凝胶材料在组织愈合、伤口止血及药物递送方面的研究进展，以期为仿生天然高分子水凝胶在医用粘合剂材料领域的应用提供一些新的思路。1仿生天然高分子水凝胶的粘附机理1.1基于生物成分的粘附机制在潮湿的环境中，实现湿粘性的关键是抑制水化层与基材表面的相互作用[15]。大多数合成粘合剂在湿润的环境下由于水分诱导塑化或弱化边界层，粘附性能会降低，对于水生生物(例如贻贝、藤壶、牡蛎等)而言，附着(或粘附)是生存所必需的策略[16]，它们可以通过分泌的胶粘蛋白粘附在岩石表面，受其粘合方法的启发，仿生天然高分子水凝胶材料引起越来越多研究人员的关注，这有助于开发在潮湿环境下的天然高分子水凝胶粘合剂。1.1.1贻贝的组成与粘附机理海洋中的贻贝在潮湿及水下环境中能够粘附在各种固体表面，足部可以通过独特的生理过程产生丝足与足盘，沿着贻贝足部的腺体可以分泌出浒苔胶原蛋白和贻贝角蛋白(Mfps)的混合物，这些液态的蛋白质能够快速而牢固地黏附在岩石表面，体现出良好的防水粘合与生物相容性能。每条足丝的末端带有一个黏性足盘，其中含有L-3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)成分，研究表明DOPA的儿茶酚基团通过氧化交联、静电作用、配位作用等各种共价和非共价作用实现强大的粘接，即使在盐水环境中也能保持其粘附性。将这种粘合剂化学结合到聚合物主链中，可以进行更大规模的合成，不同的水溶性(合成、半合成和天然)聚合物已被用于水凝胶的设计[17]。在粘附过程中，贻贝可以利用斑块分泌液态蛋白胶，其中斑块中的蛋白质称为贻贝角蛋白。如图1所示，Mfp-3和Mfp-5使mfps能够使贻贝粘附在基质表面，并且，Mfp-3和Mfp-5中的DOPA残基可以与矿物和氧化物表面形成二元配位和氢键，表现出疏水作用。Mfp-6主要用来抵消醌的形成，它的脂肪含量较高，通过增加O2的含量促使多巴醌还原为DOPA。Mfp-2和Mfp-4在Mfp-3和Mfp-5提供的次级表面和散装粘合剂之间起到桥梁作用，此外，Mfp-1作为保护层协助粘合过程，通过阳离子-π的相互作用抑制了在中性或碱性pH条件下DOPA被氧化的可能，由于其低摩擦系数和剪切稀化行为，角质层蛋白很容易形成表面涂层，从而减轻摩擦损伤和界面变形[18~21]。这6种角蛋白在不同位置发挥作用，为贻贝在潮湿环境中的成功粘附奠定了基础。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F001图1贻贝的副丝Figure 1The secondary filaments of a mussel1.1.2藤壶的组成与粘附机理藤壶胶是藤壶腺介幼虫及其成体与基底材料表面粘附的主要物质，富含脂质基质和粘附蛋白，具有极强的黏合性、优异的防水性、高稳定性及无毒性[22]，不仅能够使藤壶牢固地附着在礁石、船体上，还能附着在其他生物表面，如红树、贻贝外壳等。藤壶分泌初生胶和次生胶两种黏附蛋白，初生胶是指藤壶个体在正常发育过程中所分泌的胶粘物质，而次生胶是因外力作用导致藤壶底盘脱离附着基面再次分泌的物质，它们具有相似的微观形态和化学成分[23,24]。研究发现，酸性环境有利于藤壶胶蛋白质的凝结，形成高密度的分泌颗粒及自组装的纳米纤维结构[25]。在不同基质上，藤壶胶的粘接性能不同，在坚硬的基质(如岩石、金属等)上，藤壶的附着力强，相反地，在水凝胶和硅胶等柔软的基质上，藤壶的粘合强度较低[26]。当藤壶进行粘附时，藤壶底部的外层角质层进行蜕皮，蜕皮相关过程中的氧化酶(如儿茶酚氧化酶)和活性氧物种在粘附性界面上积累并导致强烈的氧化应激行为(图2)。在水下粘附过程中，成年藤壶分泌的蛋白质通过非共价相互作用粘附在底物上，其中cp19k和cp68k是带有大量侧链胺或羟基的氨基酸，它们能够适应与不同的基质牢固结合，这是藤壶能够进行水下粘附的重要步骤。并且cp19k和cp68k中丰富的带正电荷的Lys可以取代矿物基质上面吸附的阳离子，促进界面蛋白的表面结合[27]。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F002图2藤壶附着在鲸鱼的皮肤上Figure 2Barnacles adhered to the skin of a whale1.1.3牡蛎的组成与粘附机理牡蛎会产生一种生物矿化的粘合剂材料，通常被称为水泥，用于聚集成大型群落。这种水泥是一种高蛋白质含量的有机-无机杂化物，表现出交替的CaCO3晶体形式。粘合剂中的无机成分形成提供内聚力的硬相，而有机蛋白质形成促进与基质结合和粘附的软相。牡蛎产生的交联、磷酸化蛋白质有机基质，可以容纳其水泥中的无机成分，同时，无机颗粒作为可逆交联点，动态结合大分子蛋白质，从而提高粘附性。当将牡蛎水泥与其他海洋生物的粘合剂进行比较时，交联蛋白质的含量与上述贻贝和藤壶粘合剂类似，而高无机含量仅为牡蛎所特有[28,29]。海洋中的基底是不规则的，因为它们通常具有不均匀的性质，并且表面存在钻孔和污垢，因此表面几乎不光滑[30]。牡蛎与基质胶结时，最外层壳层的棱形结构被改变为一个类似山脊和沟壑的结构。这种结构由几微米宽的钙化山脊组成，被沟壑隔开，两者都平行于贝壳生长方向排列，沟槽最终由贝壳材料填充。由于晶体种子在已有的山脊附近紧密分布，山脊和沟壑的晶体单位较小。这是山脊和沟壑结构与棱柱结构之间的区别，也使前者的结构具有固结功能。在牡蛎与基质胶粘的地方，地幔边缘将它们的贝壳边缘压在基质上。随着牡蛎的成长，它们开始用左侧瓣膜的一部分表面将自己粘在岩石或其他硬表面上(图3)；在自然条件下，右侧瓣膜从不参与粘附。牡蛎壳的粘附力非常强大，以至于在不破坏壳或基质的情况下，很少能将粘合的瓣膜分离出来[31]。这种成分的变化导致了非凡的材料性能，可能使粘合剂在牡蛎生活的潮湿和苛刻的环境中发挥作用，进而为水下湿粘性医用粘合剂的制备提供思路。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F003图3牡蛎粘附机制示意图Figure 3Illustration of the adhesion mechanism of oysters1.2基于生物结构的粘附机制生物体的天然结构，例如细胞外基质(ECM)的三维结构、咸水鱼的离子结构等对于研究人员设计天然高分子水凝胶材料提供了重要参考，为医用粘合剂的拓展应用提供新思路。除此之外，生物结构通常能够与刺激响应型水凝胶[32]相结合，使水凝胶的物理或化学性质可调，为细胞的粘附、迁移和分化提供定制的三维结构。1.2.1ECM结构与粘附机理皮肤的细胞外基质(ECM)主要是由纤维蛋白和非纤维性结构构成的一个复杂的三维网状结构，纤维蛋白主要是由胶原蛋白、弹性蛋白、纤维蛋白、层粘连蛋白、蛋白多糖(PGs)、糖蛋白和糖胺多糖(GAGs)构成，其中以胶原蛋白含量最高[33]，它们是高度水合酸性分子。ECM可以作为具有三维(3D)网络的支架，并向组织和细胞发出生化信号，在全功能领域显示出巨大的潜力。除了提供结构支持系统外，ECM 还可以作为细胞粘附的基础和生长因子的储存位点，将间充质干细胞(MSC)分泌蛋白储存，MSC主要通过其分泌蛋白质组参与组织修复和再生[34]。ECM成分的组成和结构的一定程度上决定了所形成的网络的整体结构，并影响了细胞间信号传递和调节反应(图4)。因此，研究ECM成分的组成和结构变化对于理解 ECM网络的功能有着重要意义[35]。PGs在ECM中含量很多，它们主要通过核心蛋白或者是GAG侧链与生长因子、细胞因子、表面受体等与ECM分子相互作用，参与细胞信号传递、增值、迁移、分化、凋亡和粘附等细胞活动。通过高分子化合物交联法形成的ECM水凝胶可以注射到不规则形状的空腔中，交联大大增加其交联强度，减少体内组织的酶降解，并且能保持较长时间，防止伤口破损。此外，ECM水凝胶还可以作为3D细胞培养的凝胶来支持细胞系、原代细胞和干细胞的培养和成熟[36,37]，促进细胞分化。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F004图4生长因子与 ECM 的相互作用及信号转导：(a)生长因子直接与ECM结合；(b) ECM中的Matrikines结构域直接结合并诱导细胞表面受体的信号传导；(c)整合素激活下游信号级联，刺激生长因子受体信号传导；(d)生长因子促进ECM的合成或抑制分解 ECM 的蛋白酶的产生Figure 4 Growth factor-ECM interactions and signaling: (a) growth factors bind directly to the ECM; (b) Matrikines structural domains in the ECM directly bind to and induce signaling from cell surface receptors; (c) integrins activate downstream signaling cascades that stimulate growth factor receptor signaling; (d) growth factors promote ECM synthesis or inhibit the production of proteases that catabolize the ECM1.2.2咸水鱼结构与粘附机理离子之间可以通过偶极作用形成交联点，阴阳离子官能团的电子云密度提高了水凝胶的环境响应性。随着温度升高，两性离子偶极之间作用力下降，因此具有温度响应能力。此外，三价阳离子交联的水凝胶与二价阳离子交联的水凝胶相比，力学性能更好，随着阳离子浓度的增加，抗压强度开始增强，但超过一定值时，抗压强度则会被破坏。研究发现，在离子交联水凝胶中加入高浓度的共价交联剂能够增强其抗压性能[38]。咸水鱼生活在海水中，自身具有两性离子结构特性，能够在盐水环境中生存，两性离子基团在水中有扩展的极域性和超亲水性[39]，通过离子交联而形成的水凝胶表现出较强的无污损性、抗凝、抗黏连和抗附着性、良好的机械性能以及生物相容性，同时能够有效地减少对蛋白质、细菌和细胞的附着，提高溶液中的抗冻性。咸水鱼体内存在的两性离子分子——三甲胺N-氧化物(TMAO)是一种小型有机渗透物，具有优良的两性离子头基团，它的相反电荷可以无间隔连接(Me3N+–O–)(图5)。这种结构可以提高两性离子聚合物的水合能力和防污性能。氧化三甲胺可以用来抵消蛋白质变性剂、热量和压力的影响，稳定蛋白质的折叠结构[40]。受 TMAO的超亲水特性和蛋白质不稳定性的启发，研究人员研发出了仿生聚合物——PTMAO。这种新型聚合物具有优异的防污性能，能够有效地清除附着在生物体表面在体内和体外的生物污垢。通过将PTMAO作为三维网络结构基础，可以构建高机械强度、高韧性的水凝胶，三维网络结构内部具有强烈的静电相互作用和网络纠缠，使水凝胶保持稳定性和防污性能，在生物医学材料领域具有广泛的应用前景。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F005图5TMAO衍生聚合物(PTMAO)去除生物表面在体外和体内的污垢示意图[40](2019 The American Association for the Advancement of Science版权许可)Figure 5Schematic representation of TMAO-derived polymers (PTMAO) for removal of biological surface fouling in vitro and in vivo (Reprinted with permission from Ref.[40]; Copyright 2019 The American Association for the Advancement of Science)2仿生天然高分子水凝胶的应用2.1组织愈合传统的缝合过程易造成二次感染，使用医用粘合剂可以在组织愈合之后被移除或者降解。然而传统的医用粘合剂不易降解，且在组织内部容易粘连其他组织，减缓愈合时间。天然高分子水凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性能，贻贝分泌的足丝蛋白可以在湿润的环境下瞬间粘合，受贻贝启发的仿生天然高分子水凝胶作为医用粘合剂，能够加快组织愈合，防止组织发生粘连。因此，仿生天然高分子水凝胶在临床应用中具有极大的优势与潜力。心脏外科手术中心外膜外伤造成的纤溶活性降低可导致心外膜与胸腔其他组织形成粘连，阻碍心脏功能正常运行，增加死亡率和发病率的风险[41]。研究发现，基于肟交联星形聚乙二醇的可注射水凝胶可以预防术后心包粘连，该水凝胶由端醛聚乙二醇和端氨基聚乙二醇(Ald-AO)组成，但是醛类物质在大鼠模型的初步实验结果并不理想。为此，Fujita等[42]提出了一种水凝胶屏障，由肟交联聚乙二醇(PEG)组成，并包含由贻贝启发的邻苯二酚(Cat)基团，贻贝粘附蛋白富含3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)，能够在湿润环境下与表面牢固结合[43]。该三组分体系由醛(Ald)、氨基氧基(AO)和Cat功能化PEG混合形成最终凝胶(Ald-AO-Cat)，如图6所示，以改善心包粘连预防对心脏的滞留。与初始的Ald-AO凝胶配方相比，Ald- AO-Cat具有良好的机械性能、降解动力学和最小的溶胀性，以及优越的组织记忆力。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F006图6三种不同的8臂星形聚乙二醇聚合物被用来形成肟水凝胶示意图[42]Figure 6Schematic diagram of three different 8-armed star-shaped polyethylene glycol polymers used to form oxime hydrogels (Reprinted with permission from Ref. [42]; Open Access)使用双面粘合剂可以替代缝合线进行组织修复和预防术后粘连，Cui等[44]受贻贝水下粘附机制的启发，通过将单侧浸渍法将带负电羧基的水凝胶与阳离子低聚糖梯度静电复合，形成新型双面水凝胶湿粘合剂，像不对称的Janus 薄膜一样，其两面具有相反的性质和不同的功能(图7)。由于静电络合引起的相分离增加了疏水性和排水能力，因此即使在水下，轻微络合的表面也能与各种湿生物组织(猪皮、胃和肠)瞬间牢固粘附。并且由于水凝胶中的羧基完全中和，高度复合的表面是不粘附的。双面水凝胶可替代传统缝合线治疗胃穿孔。动物实验结果表明，双面水凝胶的一侧牢固地粘附在胃组织上，另一侧朝外可有效防止术后粘连。可见，这种粘合剂在内部组织或器官修复方面具有巨大的应用潜力[45,46]。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F007图7Janus 水凝胶的形成示意图Figure 7Schematic diagram of the formation of Janus hydrogel2.2伤口止血每年都有数百万的伤口需要在第一时间迅速止血，无论是组织内部或外部的伤口，正确对其进行护理和修复是对人类的生命和健康有十分重要的影响。普通的棉纱布等存在固定困难、覆盖不完全、需要频繁更换、缺乏抗菌性等问题，天然高分子水凝胶具有良好的柔韧性和生物相容性，是一种理想的伤口敷料。研究发现，相比于传统水凝胶，仿生天然高分子水凝胶具有可调节的组织粘附强度和较高的机械性能，可以在迅速止血的同时降低炎症等并发症的风险，具有很大的发展潜力[47~49]。现有的止血剂大多依赖凝血的止血机制，通过加速血液凝固以实现止血，但是止血速度慢，且不适用于抗凝血或凝血功能障碍的病人。目前开发的一些具有改进粘附性能的抗血组织粘合剂需要紫外线(UV)照射和或长时间施加稳定压力以形成粘附，这大大限制了其临床应用的实用性[50~52]。Zhao等[53]研发了一种受藤壶胶启发的生物粘合剂，以实现对不同组织的快速、稳健和不依赖血液凝固的止血密封。这种生物粘合剂使用可注射糊剂的形式，由疏水油基质和生物粘合剂微粒组成，如图8所示，它们分别具有与富含脂质的基质和藤壶胶中的粘合蛋白相似的功能作用。在施加温和的压力(如10 kPa)时，疏水性油基质排斥血液，使压实的生物粘附微粒彼此相互作用并与下方的组织表面相互作用。随后，压实的生物粘附微粒相互交联并与组织表面交联，在15 s内不需额外的辅助手段即可形成牢固的粘附。这种排斥交联机制使该种生物粘合剂具有快速且不依赖于凝固的止血能力，在离体封闭猪主动脉出血以及活体大鼠和猪的心脏和肝脏组织出血方面均优于商业止血剂。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F008图8藤壶胶的设计和排斥—交联机制Figure 8Designandtherepel–crosslinkingmechanismofbarnacle-glue-inspiredpaste壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰制备的天然聚阳离子多糖，具有良好的凝血、抑菌、成膜能力、促进伤口愈合和抑制瘢痕形成等特点，其化学改性及其与其他活性成分的结合可以增强止血效果，实现快速止血。Zhang等[54]以邻苯二酚改性壳聚糖(CS-C)为基质材料，β-甘油磷酸酯(β-GP)为热敏剂，在生理温度下制备了壳聚糖基热敏水凝胶负载牡蛎肽(CS-C/OP/β-GP)。CS-C/OP/β-GP热敏水凝胶具有多孔的三维网络结构，可以快速吸水和浓缩血液。其中，牡蛎肽(OP)由抗菌肽、血管紧张素I转化酶抑制剂肽和抗氧化肽等活性物质组成，分子量小、易于吸收、无毒无害，具有特殊的生物活性，如抗菌、抗氧化、降血糖、抗衰老和抗肿瘤活性[55~58]。CS/OP/β-GP水凝胶粘附在血小板上，加速血小板活化，促进血小板聚集，并导致快速止血。体外测试显示，CS-C/OP/β-GP水凝胶吸附大量红细胞形成血栓，促进血液凝固。小鼠出血模型测试显示，与医用明胶海绵相比，CS-C/OP/β-GP水凝胶对伤口表面具有密封作用，止血时间短，失血量少，从而实现快速止血(图9)。安全性评估证实，CS-C/OP/β-GP水凝胶没有细胞毒性，具有理想的血液相容性。因此，CS-C/OP/β-GP水凝胶有望被开发为止血敷料。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F009图9肝损伤模型中肝裂伤的止血(a)(I：肝出血；II：肝止血；III：止血后伤口)、止血时间(b)和失血量(c)，*p0.05和**p0.01[54]Figure 9Hemostasis of the liver laceration (a) (I: liver bleeding; II: liver hemostasis; III: wound after hemostasis), hemostasis time (b), and mass of blood loss (c) in a liver injury model, *p 0.05 and **p 0.01 (Reprinted with permission from Ref. [54]; Open Access)2.3药物递送在生物医学工程领域，药物控释体系能有效控制并提高药物递送速率，且能准确输送到目标位置，降低药物对人体的毒副作用。天然高分子水凝胶由于其优良的力学性能、多孔结构、降解性能和平衡含水量，在药物载体和组织工程支架等生物医学领域被广泛应用[59]。通过仿生设计天然高分子水凝胶，能够将药物准确输送到指定位置，且能够控制水凝胶的刚度，有效解决了生物医疗中因为药物释放引发的一些问题，同时为组织提供了相应的防护，表现出巨大的应用潜力。引入纳米材料能够使水凝胶复合材料具有响应型、可调性和原位适应性，基于此，Chen等[60]制备了具有高度生物相容性的聚异氰酸酯(PIC)基水凝胶，并将它们与功能性棒状纳米粒子交联，通过加热到50 ℃，形成具有增强功能的仿ECM复合网络，如图10所示。氧化铁纳米棒(FeNRs)的加入可以增加水凝胶的功能，优化机械性能，通过控制原纤维之间的交联，将水凝胶的剪切模量增加50倍左右。这种复合方法不会改变聚合物浓度，还可以调节凝胶的刚度。对于纤维水凝胶，使用全合成的半柔性乙二醇取代的PIC聚合物具有纳米离子尺寸的均孔成束网络结构，经过实验发现，低浓度纳米粒子可以有效提高水凝胶的刚度，但是高浓度纳米粒子对水凝胶机械性能没有显著的贡献。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F010图10凝胶混合体的制备示意图Figure 10Schematic diagram of the preparation of gel hybrids在盐水环境下，两性离子水凝胶很难维持较高的力学强度，但引入疏水性和非两性离子成分会使其抗污染能力会受到影响。为此，Jiang等[61]受到咸水鱼中的两性离子启发，在盐水环境中通过将氧化三甲胺(TMAO)单体、UV引发剂(光引发剂)和化学交联剂(N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，MBAA)等前驱体溶液聚合，制备了pTMAO两性离子单网络(ZSN)水凝胶，如图11所示。三网结构内部的强静电相互作用和网络纠缠能有效耗散能量，使水凝胶增韧，在盐水环境中达到高强度、高韧性、高刚度、高稳定性和优异的力学性能。此外，采用这种策略所得到的水凝胶具有优良的力学性能和在医学工程中应用的无污染性能。强的离子交联显著提高了水凝胶的强度，但会造成水凝胶含水量和断裂伸长率下降，由于受到pH的环境影响，因此其力学性能以及溶胀率会具有pH的环境响应性，在一定范围内，水凝胶结构会被严重破坏，导致其应用受到限制[62]。10.14028/j.cnki.1003-3726.2024.23.177.F011图11具有强静电相互作用和网络缠结的 pTMAO/pSB/pSB ZTN 水凝胶的制备示意图Figure 11Schematic for preparation of the pTMAO/pSB/pSB ZTN hydrogel with strong electrostatic interaction and network entanglement3结语仿生天然高分子水凝胶由于其优异的性能，近几十年来在医用粘合剂等生物医学领域等获得了越来越广泛的应用。在本篇综述中，我们首先探讨了仿生天然高分子水凝胶基于生物组成或结构的粘附机理，并对其进行了分类总结，例如：仿贻贝水凝胶粘附力和机械性能较好，仿藤壶水凝胶生物相容性优异，能够完成迅速牢固粘附，仿ECM水凝胶具有力学性能好、多孔结构、易降解等优势，仿咸水鱼水凝胶力学性能好，强度高。随后对于它们在组织愈合、伤口止血及药物递送等生物医学领域中的应用进展进行分析讨论。尽管如此，仿生天然高分子水凝胶材料的应用研究仍然存在许多不足的地方，需要进行进一步的研究：(1)目前没有对于仿生天然高分子水凝胶在所有条件下的粘附特点的理论解释，在生物体内的降解机制尚不清楚；(2)如何将水凝胶微型化，使分子水平缩小为纳米尺寸，从而增强其耐久性、机械性能和生物相容性；(3)如何在湿性环境下实现快速粘合而不产生副作用，并且做到靶向止血而不影响周围其他器官；(4)能否优化天然高分子水凝胶制备方法，改善交联方式，调控生物降解性和力学性能等，设计出环境友好型的水凝胶。