文 献 综 述
- 绪论
在日常生活中，电的使用为我们带来了各方面的便利。但是，随着生活用电的频繁使用，各种安全事故也随之而来，电损伤在这些安全事故中占据了比较重的比例。电烧伤会对组织造成损伤坏死，特别是肌肉组织的渐进性坏死。肌肉组织作为人体最大的组织，主要功能是为机体提供动力。由于肌肉组织在机体中具有重要的作用，而电烧伤往往对肌肉组织造成损害，因此对电烧伤患者缺失的肌肉组织进行再生修复成为医学康复领域面临的重要问题.目前，对肌肉组织损伤治疗的方法多是通过移植自体或异体骨骼肌组织.
但是自体组织移植供区和数量有限，而同种异体移植容易产生长期的免疫排斥。临床上也多用人工合成材料例如聚丙烯类作为肌肉损伤支撑修复材料。但是这些人工合成材料诱导组织再生修复的效果差，并且会引起系列的粘连反应。而电场敏感性水凝胶受电场刺激可以发生形变，实现电能与机械能的转化。其他刚性材料相比，电场敏感性水凝胶在微机械、驱动器以及人造肌肉组织等领域中具有广阔的应用前景。
本课题针对电烧伤肌肉损伤患者临床修复中存在的问题，从力学支撑，运动功能修复，肌肉愈合等多角度出发，开发出一种电场敏感性水凝胶材料人工肌肉，该材料具有电场下快速反应，发生伸缩运动，提供足够力学性能并具有良好生物相容性的优势，不仅为损坏的肌肉组织提供力学支持，也为细胞移植提供支架作用。本课题的成功也为将人工器官制造与组织工程技术相互结合从而解决医学难题提供了新的启发。
电场敏感性水凝胶的构成物质为聚电解质物质，凝胶材料实现电场敏感反应的重要条件就是网络中具备可离子化的基团[1]。分子链上具有离子基团的合成高分子或天然高分子通常可以通过共聚或共混形成电场敏感性水凝胶[2]。根据材料的性质可将电场敏感性水凝胶分为两种：基于合成高分子的电场敏感性水凝胶、基于天然高分子的电场敏感性水凝胶。
2、基于合成高分子的电场敏感性水凝胶
1965 年，Hamlen课题组[3]发现制备的离子化聚乙烯醇（PVA）水凝胶在电场刺激下会发生形变，这是最早的关于电敏水凝胶的报道。随后研究学者们对各种类型的合成高分子电场敏感性水凝胶进行了制备并对它们在电场中的敏感行为进行了研究。常见的聚电解质高分子为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸类。
2.1 聚丙烯酰胺类电场敏感性水凝胶
丙烯酰胺胺(AM)在性质上属于非离子型单体，具有亲水性酰胺键，因此能够表现出较高的聚合活性[4]。Tanaka 等[5]发现在丙酮与水的混合溶液中，聚丙烯酰胺凝胶在电场作用下，凝胶材料靠近电场阳极的那一端发生不连续的体积变化，因此他们认为聚丙烯酰胺是聚电解质物质，可以构成电场敏感性水凝胶。Irie等[6]制备了聚丙烯酰胺电场敏感性水凝胶，该凝胶同时具备光敏感性能，因为其中包含了三苯甲烷无色母体衍生物。Homma 等[7]制备了聚乙烯醇与聚 2-丙烯酰胺-2甲基丙烯磺酸（PAMPS）共同合成的互穿网络水凝胶膜，同时通过调节电解质液的浓度以及水凝胶中离子基团数量实现该水凝胶在电场中的快速响应。Kulkarni 等[8]人将聚丙烯酰胺接枝黄原胶，制备出 PAAm-g-XG 水凝胶。通过对切除的大鼠腹部皮肤进行体外药物渗透研究发现，该水凝胶具备电刺激响应性药物传递功能。肖林飞等[9]以聚二甲基二烯丙基化铵和丙烯酰胺为原料，采用水溶液聚合法合成了 PAM/DMDAAC 电场敏感性水凝胶，并研究了在不同因素条件下该凝胶在直流电场中的电场敏感行为。
2. 2 丙烯酸类电场敏感性水凝胶
