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明胶作为胶原蛋白的水解产物，因其良好的生物相容性与可降解性，被广泛应用于组织工程与药物递送领域。通过苯硼酸（PBA）接枝改性，明胶分子链引入动态共价键，赋予材料环境响应性与自修复能力，推动了智能生物材料的发展。
化学修饰与结构特性
苯硼酸基团通过甲基丙烯酰化反应共价接枝至明胶侧链，形成GelMA-PBA共聚物。PBA的顺式二醇识别特性使材料能够与葡萄糖、多酚等分子动态结合，形成可逆的苯硼酸酯键。这种交联方式不仅保留了明胶的温敏凝胶特性，还引入了光交联反应位点，可通过紫外光引发形成三维网络结构，提升材料的机械强度与稳定性。
动态响应与功能实现
GelMA-PBA的核心优势在于其对微环境变化的响应能力。在酸性或氧化应激条件下，苯硼酸酯键断裂导致材料溶胀或降解，实现药物的控制释放。例如，负载生长因子的GelMA-PBA水凝胶可在炎症部位响应性释放活性成分，促进组织再生。此外，材料与聚乙烯醇（PVA）混合后，可通过PBA-二醇交联形成自修复水凝胶，适用于可穿戴设备或柔性电子器件的封装。
应用场景与技术创新
在生物分离领域，GelMA-PBA功能化微球可特异性捕获糖蛋白或RNA，实现高纯度分离。在3D生物打印中，光交联与动态交联的协同作用使材料能够打印复杂结构，同时保持细胞活性。近期研究还探索了GelMA-PBA在环境监测中的应用，通过设计PBA修饰的传感器薄膜，实现对水体中葡萄糖污染物的实时检测。
挑战与前景
尽管GelMA-PBA展现出广阔前景，但其临床转化仍需解决批次一致性、长期稳定性等问题。未来研究可聚焦于多刺激响应性设计，例如整合温度、pH与氧化还原响应模块，构建更智能的生物材料系统。同时，探索天然多酚替代合成PBA的可行性，可进一步提升材料的生物安全性与可持续性。
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