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  先進(jìn)的表面工程技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了可媲美天然潤(rùn)滑系統(tǒng)的仿生潤(rùn)滑表面設(shè)計(jì)制備，極大地推動(dòng)了植入式醫(yī)療器件如人工心臟泵、人造關(guān)節(jié)軟骨等在生物醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。植入人體后，這些器件需要在長(zhǎng)達(dá)十幾年甚至幾十年的工作周期中保持高密度長(zhǎng)壽命的工作特性，以維系人體生命健康和正常機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，器件中的摩擦副部分會(huì)不可避免地發(fā)生摩擦磨損，一旦摩擦副表面發(fā)生損壞，它們的潤(rùn)滑性通常會(huì)不可逆地下降，造成器件功能失效。究其原因在于，從表面剝離的潤(rùn)滑涂層材料往往：1）由于不可逆的鍵斷裂無(wú)法重新粘結(jié)到原始基面上；2）通過(guò)非特異性相互作用橋接黏附兩個(gè)摩擦表面。常規(guī)的應(yīng)對(duì)措施主要集中于通過(guò)在涂層材料中引入強(qiáng)黏附基團(tuán)如鄰苯二酚，來(lái)增強(qiáng)潤(rùn)滑涂層對(duì)表面的黏附力，提高摩擦副表面的耐磨性。這種手段雖然可以一定程度上延長(zhǎng)器件的工作壽命，卻無(wú)法從根本上解決摩擦副因磨損而導(dǎo)致潤(rùn)滑失效的問(wèn)題。

  點(diǎn)擊化學(xué)中，動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵以其可逆性和選擇性為突出特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。然而，迄今為止，關(guān)于如何巧妙運(yùn)用動(dòng)態(tài)鍵的納米力學(xué)特性來(lái)賦予潤(rùn)滑表面定向自修復(fù)能力的研究非常有限，在作者看來(lái)，這可能是從本質(zhì)上解決摩擦副表面因磨損而導(dǎo)致潤(rùn)滑性能不可逆轉(zhuǎn)降低的有效途徑和關(guān)鍵。通過(guò)這一方法來(lái)實(shí)現(xiàn)表面的持久潤(rùn)滑性，才能真正促成植入式醫(yī)療器件表面潤(rùn)滑涂層技術(shù)向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化�；诖耍髡邎�(bào)道了第一個(gè)通過(guò)配對(duì)點(diǎn)擊化學(xué)實(shí)現(xiàn)定向自修復(fù)的超潤(rùn)滑系統(tǒng)。通過(guò)操縱兩類(lèi)動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵(即硼酯鍵和席夫堿鍵)，兩種末端修飾的F127潤(rùn)滑膠束選擇性地結(jié)合到它們的配對(duì)表面，構(gòu)筑了摩擦副的兩個(gè)潤(rùn)滑涂層。在無(wú)損情況下，憑借F127水化膠束刷裝結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈的空間排斥和陽(yáng)離子介導(dǎo)的粘附消除，摩擦表面在生理高壓下可表現(xiàn)出超潤(rùn)滑性 (~0.002)。當(dāng)磨損發(fā)生，潤(rùn)滑膠束與其配對(duì)表面間的動(dòng)態(tài)鍵優(yōu)先解離以耗散能量，然后重新定向結(jié)合到配對(duì)表面，在實(shí)現(xiàn)涂層修復(fù)的同時(shí)可有效避免兩表面間的橋接黏附，即使在重復(fù)損傷后也能恢復(fù)超潤(rùn)滑性能。這項(xiàng)工作為保障醫(yī)用植入器件在長(zhǎng)期服役過(guò)程中摩擦副部分潤(rùn)滑性能的耐久性需求提供了一種有效的方法，對(duì)自修復(fù)功能性表面設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

【定向自修復(fù)潤(rùn)滑涂層制備】

圖1 F127-B和F127-CHO膠束錨定的潤(rùn)滑表面制備。

【潤(rùn)滑涂層表面形貌和界面力學(xué)表征】

圖2定向自修復(fù)潤(rùn)滑涂層結(jié)構(gòu)表征與界面力學(xué)性能測(cè)試

【潤(rùn)滑涂層摩擦性能測(cè)試】

圖3不同載荷與不同速度下摩擦力變化

【潤(rùn)滑涂層自修復(fù)行為機(jī)理研究】

圖4潤(rùn)滑涂層自修復(fù)能力表征和內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力機(jī)理驗(yàn)證

【潤(rùn)滑涂層原位自修復(fù)后潤(rùn)性能評(píng)估】

圖5潤(rùn)滑涂層反復(fù)原位損傷-修復(fù)后潤(rùn)性能測(cè)試

  小結(jié)：本文基于動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵引導(dǎo)的表面識(shí)別策略，將F127-B和F127-CHO潤(rùn)滑膠束選擇性結(jié)合到配對(duì)表面，開(kāi)發(fā)了一種具有定向自修復(fù)性的新型水化超潤(rùn)滑系統(tǒng)。這種摩擦副在生理高壓下表現(xiàn)出優(yōu)異的潤(rùn)滑性。而在發(fā)生磨損時(shí)，連接潤(rùn)滑膠束與相應(yīng)表面的動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵優(yōu)先解離以耗散能量，但仍能動(dòng)態(tài)重建，從而實(shí)現(xiàn)在重復(fù)損傷情況下對(duì)兩個(gè)潤(rùn)滑表面的原位定向修復(fù)，避免表面橋接，恢復(fù)摩擦副高潤(rùn)滑性。該工作為開(kāi)發(fā)具有定向自修復(fù)潤(rùn)滑表面提供了設(shè)計(jì)思路，對(duì)解決傳統(tǒng)潤(rùn)滑表面因磨損而導(dǎo)致的潤(rùn)滑性下降具有一定的啟示。