DOI: 10.1039/D0BM00632G

聚癸二酸甘油酯（PGS）是一种合成生物橡胶，具有良好的生物相容性、优异的弹性和生物医学应用所需的机械性能。然而，PGS固有的疏水性和传统的热固化限制了其制备用于先进生物应用的水凝胶。在此，研究者设计了一种新型亲水性PGS基共聚物，该共聚物可通过硫醇-降冰片烯化学反应形成水凝胶。通过逐步缩聚反应合成聚（癸二酸甘油酯）-共聚乙二醇（PGS-co-PEG）大分子单体，然后将降冰片烯官能团引入PGS-co-PEG结构，形成降冰片烯官能化的PGS-co-PEG（Nor_PGS-co-PEG）。在光和光引发剂存在下，使用二硫醇对Nor_PGS-co-PEG大分子单体进行交联以制备水凝胶。Nor_PGS-co-PEG水凝胶的机械、溶胀和降解特性可以通过改变交联剂的量来控制。特别是，Nor_PGS-co-PEG水凝胶的伸长率可以调节至950％。采用静电纺丝和3D打印技术对Nor_PGS-co-PEG进行处理，以分别生成微纤维支架和打印结构。另外，还使用体外细胞活力研究证实了Nor_PGS-co-PEG的细胞相容性。上述结果表明，Nor_PGS-co-PEG是一种具备良好性能的生物支架材料，具有广阔的生物医学应用前景。

图1.（a）PGS-co-PEG（顶部）和Nor_PGS-co-PEG（底部）的1H NMR光谱。（b）PGS-co-PEG和Nor_PGS-co-PEG的FTIR光谱。（c）在紫外线照射下，Nor_PGS-co-PEG水凝胶光交联的流变学。

图2.具有（a）不同重量百分比和（b）不同量交联剂的Nor_PGS-co-PEG水凝胶的压缩性能。（c）Nor_PGS-co-PEG水凝胶（N=1）在重复压缩负荷下达到50％应变（以10 mm/min的十字头速度进行5个循环）。显著性为带有*、**或***的p<0.05，分别表示p<0.05、0.01或0.001。

图3.Nor_PGS-co-PEG水凝胶的拉伸性能。（a）拉伸载荷之前和之后样品的代表性图像，以及在失效之前立即获得的图像。（b）样品的代表性拉伸应力和伸长率曲线。（c）样品的拉伸模量、（d）破坏应力和（e）破坏应变。N=硫醇/降冰片烯比率。显著性为带有*、**或***的p<0.05，分别表示p<0.05、0.01或0.001。

图4.Nor_PGS-co-PEG的溶胀和降解特性。（a）具有不同硫醇/降冰片烯比率的Nor_PGS-co-PEG水凝胶的平衡溶胀率和（b）平衡水含量。在（c）NaOH（0.01N）和（d）PBS（pH7.4）溶液中具有不同硫醇/降冰片烯比率的Nor_PGS-co-PEG水凝胶的降解。显著性设置为**或***，分别表示p<0.01或0.001。

图5.（a）250x、（b）500x和（c）1000x不同放大倍数下的杂化Nor_PGS-co-PEG/PEO微纤维支架的SEM图像。

图6.使用Nor_PGS-co-PEG水凝胶的3D打印支架的图像。环形结构的3D模型（a），以及印刷结构的俯视图（b）和侧视图（c）。矩形网格图案的3D模型（d），以及印刷结构的俯视图（e，f），其中（f）是用显微镜拍摄的图像。

图7.Nor_PGS-co-PEG水凝胶表面上（a，c）和Nor_PGS-co-PEG水凝胶内（b，d）MEFs的活/死染色和归一化代谢活性。在代谢活性实验中研究了六种凝胶，将第3天和第5天的值归一化为第1天的值。显著性为带有*、**或***的p<0.05，分别表示p<0.05、0.01或0.001。