將醫療器械安裝到人體上時，需要能夠在濕潤的生物表面穩定粘附的材料。然而，普通的粘合劑在濕潤環境中無法發揮強大的粘附力，而若使用粘性過強的粘合劑則又可能會在移除過程中損壞生物組織或器件。因此，需要一種既能在水下蠻力粘附，又能根據需要輕鬆移除的粘合劑。
自然界中存在藤壺等具有極佳水下粘附力的生物，參考這些生物的特點開發的粘合劑有望在醫療和工業領域發揮重要作用。日本的東北大學跨學科科學前緣研究所的阿部博弥副教授等組成的研究團隊重點研究了貽貝用來附著在岩石上的「足絲」。 研究人員從足絲中的粘附蛋白包含的「兒茶酚基」獲得靈感，設計出了具備水下粘附性的水凝膠，並開發出了具有溫度響應特性的水下粘合劑。
圖：本次研究開發的水凝膠用於玻璃基底層表面的粘附力測試結果（左）。在高於體溫的40℃時表現出較高的粘附力，而在25℃時觀察到粘附力急劇下降。在鈦、鋁和特氟龍等其他基底層上使用時也表現出了相同的趨勢（右）。
所開發的水凝膠由含有兒茶酚基團的多巴胺和受溫度影響而改變特性的聚合物組成，通過空氣氧化引發的聚合和交聯反應，凝膠形成了高密度交聯的高強度凝膠層和低密度交聯的粘附層。這種設計使水凝膠同時具備了易移除性和強粘附性這兩種截然相反的特性。
此外，這種粘合劑與玻璃等固體基底層之間的粘附力在高於體溫時可提高到100千帕以上，而在低於體溫時則會降低到約0.1千帕，因此可通過溫度控制實現1000倍以上的粘附力變化。這種粘附力的差異可實現醫療器件的穩定粘合和輕鬆移除。這種技術今後有望在傷口癒合和生物電信號監測等許多醫療應用中做出貢獻。（TEXT：JST廣報課 中島彩乃）
原文：JSTnews 2025年1月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
