Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Selvhelende hydrogeler

Projektet "Self-Healing Smart Hydrogels Inspired by Mussels Materials" støttes af Det Frie Forskningsråd | Teknologi og Produktion.

Blåmuslingen er en mester i at lime: Den kan sætte sig fast på alt fra teflon til stål. I dette projekt vil vi tage afsæt i blåmuslingens lim og udvikle nye smarte selv-helende materialer. Disse kan bruges i en række biomedicinske anvendelser, f.eks. som vævslim i stedet for nål og tråd.

Vi laver i dette projekt nye polymerer, der indeholder blåmuslingens trick; nemlig den særlige aminosyre DOPA. DOPA binder metal-ioner som jern meget stærkt på en måde der afhænger af pH: Ved lav pH bindes kun én DOPA per metal-ion mens der ved højere pH bindes to, eller sågar tre DOPA’er per metal-ion. Ved at tilsætte metal-ioner til vore DOPA-holdige polymerer vil vi således kunne styre hvor meget metal-ionerne binder polymererne sammen ved at ændre pH. Ved lav pH giver dette en væske mens vi ved højere pH får en gel (lidt à la budding) [1]. De særlige metal-DOPA bindinger kan reparere sig selv. Dvs. at gelerne bliver selv-helende. Desuden vil vi gøre selve polymeren smart: Over en given pH værdi vil dens struktur kollapse og dermed vil den metal-dannede gel også kollapse og blive til en væske igen. DOPA er god til vedhæftning og vi påtænker derfor at kunne bruge disse smarte materialer til undervandslim. Undervandslim har vi kun meget få af. De kan f.eks. bruges til at lime sår sammen. Materialerne vil også kunne bruges til at stoppe blødning med, f.eks. ved operationer eller trafikuheld. I projektet vil vi teste materialerne i disse anvendelser. Dermed vil vejen være banet fra blåmusling til operationsstue.

Artikler relateret til projektet:

[1] M. Krogsgaard, M. A. Behrens, J. S. Pedersen, H. Birkedal “Self-Healing Mussel-Inspired Multi-pH-Responsive Hydrogels” Biomacromolecules2013, 14, 297-301.

[2] N. Holten-Andersen, M. J. Harrington, H. Birkedal, B. P. Lee, P. B. Messersmith, K. Y. C. Lee & J. H. Waite “Mussel-inspired metal-ligand cross-links yield polymer gels with near covalent elastic moduli and self-healing properties” PNAS, 2011, 108, 2651-2655

Gruppemedlemmer der arbejder på projektet:

  • Henrik Birkedal
  • Vicki Nue (PhD-studerende)
  • Marie Krogsgaard (PhD-studerende)
  • Amanda Andersen (Bachelorstuderende)
  • Lærke Sloth Nielsen (Bachelorstuderende)