将医疗器械安装到人体上时，需要能够在湿润的生物表面稳定粘附的材料。然而，普通的粘合剂在湿润环境中无法发挥强大的粘附力，而若使用粘性过强的粘合剂则又可能会在移除过程中损坏生物组织或器件。因此，需要一种既能在水下强力粘附，又能根据需要轻松移除的粘合剂。
自然界中存在藤壶等具有极佳水下粘附力的生物，参考这些生物的特点开发的粘合剂有望在医疗和工业领域发挥重要作用。日本的东北大学跨学科科学前沿研究所的阿部博弥副教授等组成的研究团队重点研究了贻贝用来附着在岩石上的“足丝”。 研究人员从足丝中的粘附蛋白包含的“儿茶酚基”获得灵感，设计出了具备水下粘附性的水凝胶，并开发出了具有温度响应特性的水下粘合剂。
图：本次研究开发的水凝胶用于玻璃基板表面的粘附力测试结果（左）。在高于体温的40℃时表现出较高的粘附力，而在25℃时观察到粘附力急剧下降。在钛、铝和特氟龙等其他基板上使用时也表现出了相同的趋势（右）。
所开发的水凝胶由含有儿茶酚基团的多巴胺和受温度影响而改变特性的高分子组成，通过空气氧化引发的聚合和交联反应，凝胶形成了高密度交联的高强度凝胶层和低密度交联的粘附层。这种设计使水凝胶同时具备了易移除性和强粘附性这两种截然相反的特性。
此外，这种粘合剂与玻璃等固体基板之间的粘附力在高于体温时可提高到100千帕以上，而在低于体温时则会降低到约0.1千帕，因此可通过温度控制实现1000倍以上的粘附力变化。这种粘附力的差异可实现医疗器件的稳定粘合和轻松移除。这种技术今后有望在伤口愈合和生物电信号监测等许多医疗应用中做出贡献。（TEXT：JST广报课 中岛彩乃）
原文：JSTnews 2025年1月号
翻译：JST客观日本编辑部
