在一次科技展會(huì)上,一位年輕的科研人員小李正焦急地穿梭于人流如織的展館中。他的項(xiàng)目是關(guān)于一種新型醫(yī)用敷料的研發(fā),而他正在尋找一種既環(huán)保又具備優(yōu)異生物相容性的材料。就在他幾乎要放棄的時(shí)候,一個(gè)展位上的標(biāo)語(yǔ)吸引了他的注意:“Trixene水性聚氨酯分散體——讓未來(lái)更柔軟、更安全”。他停下腳步,仿佛看到了希望的曙光。
這并不是一個(gè)虛構(gòu)的故事,而是現(xiàn)實(shí)中許多科研人員和企業(yè)研發(fā)者的共同經(jīng)歷。在這個(gè)對(duì)環(huán)境友好與人體健康日益重視的時(shí)代,Trixene水性聚氨酯分散體(Trixene Waterborne Polyurethane Dispersion)正悄然成為生物相容性材料領(lǐng)域的一匹黑馬。
聚氨酯(Polyurethane, PU)是一種廣泛應(yīng)用于涂料、膠黏劑、泡沫、彈性體等領(lǐng)域的高分子材料。傳統(tǒng)的聚氨酯通常以溶劑型為主,雖然性能優(yōu)異,但含有大量揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),對(duì)環(huán)境和人體健康造成潛在威脅。
而水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane, WPU)則是一種以水為分散介質(zhì)的環(huán)保型聚氨酯體系,具有低VOC排放、良好的柔韌性、耐候性和可加工性等優(yōu)點(diǎn)。Trixene正是這一技術(shù)路線中的佼佼者。
Trixene是由美國(guó)Axalta Coating Systems公司開(kāi)發(fā)的一種高性能水性聚氨酯分散體產(chǎn)品系列。其核心理念是在保證材料性能的前提下,大幅減少對(duì)環(huán)境的影響。Trixene不僅適用于汽車涂裝、工業(yè)防護(hù)等領(lǐng)域,在生物醫(yī)學(xué)材料中的應(yīng)用也逐漸嶄露頭角。
特性 | 參數(shù) | 單位 |
---|---|---|
固含量 | 30% – 50% | wt% |
pH值 | 7.0 – 9.0 | – |
粒徑 | 50 – 150 | nm |
黏度 | 50 – 300 | mPa·s |
拉伸強(qiáng)度 | 10 – 40 | MPa |
延伸率 | 200% – 800% | % |
生物相容性 | 符合ISO 10993標(biāo)準(zhǔn) | – |
小貼士: Trixene系列中某些型號(hào)已通過(guò)ISO 10993生物相容性測(cè)試,這意味著它可以安全地用于與人體直接接觸的產(chǎn)品中。
想象一下,你因?yàn)槭中g(shù)或燒傷需要長(zhǎng)時(shí)間使用敷料,傳統(tǒng)敷料可能讓你感到不適甚至引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)。而如果使用基于Trixene水性聚氨酯制成的敷料,情況就會(huì)大不相同:
有研究表明,Trixene改性后的敷料材料在模擬體液環(huán)境中表現(xiàn)出極好的穩(wěn)定性與降解可控性。
隨著智能穿戴設(shè)備的發(fā)展,越來(lái)越多的醫(yī)療級(jí)設(shè)備開(kāi)始貼近人體皮膚使用,例如心電監(jiān)測(cè)帶、血糖監(jiān)測(cè)貼片等。這些設(shè)備要求材料既能貼合皮膚,又不能刺激皮膚。
Trixene的柔性基材特性使其成為理想選擇。它不僅可以作為傳感器的柔性基底,還可以作為封裝材料,防止外界水分侵入,同時(shí)確保佩戴舒適。
組織工程的核心在于構(gòu)建合適的細(xì)胞微環(huán)境。Trixene水性聚氨酯可以通過(guò)調(diào)控交聯(lián)密度和孔隙結(jié)構(gòu),構(gòu)建出適合細(xì)胞生長(zhǎng)的三維支架。
支架類型 | 材料 | 孔隙率 | 細(xì)胞附著率 | 降解周期 |
---|---|---|---|---|
PLGA支架 | 合成聚合物 | 60% | 中等 | 6個(gè)月以上 |
PCL支架 | 合成聚合物 | 50% | 低 | >1年 |
Trixene支架 | 水性聚氨酯 | 70%-80% | 高 | 3-6個(gè)月 |
優(yōu)勢(shì)對(duì)比: Trixene支架在細(xì)胞附著率和降解周期上表現(xiàn)更為優(yōu)越,且可通過(guò)添加不同功能基團(tuán)實(shí)現(xiàn)藥物緩釋等功能。
材料 | 來(lái)源 | 成本 | 生物相容性 | 應(yīng)用范圍 |
---|---|---|---|---|
Trixene | 美國(guó)Axalta | 中等偏高 | 極佳 | 醫(yī)療、電子、紡織 |
Bayhydrol? | 德國(guó)BASF | 高 | 良好 | 工業(yè)、汽車 |
Neorez? | DSM | 中等 | 良好 | 涂料、粘合劑 |
自研WPU | 國(guó)內(nèi)高校/企業(yè) | 低 | 不穩(wěn)定 | 小規(guī)模實(shí)驗(yàn) |
盡管國(guó)內(nèi)也有不少研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在研發(fā)水性聚氨酯材料,但在生物相容性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性以及批量化生產(chǎn)方面,Trixene仍占據(jù)領(lǐng)先地位。
盡管Trixene在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大潛力,但也面臨一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題:
盡管Trixene在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大潛力,但也面臨一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題:
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),Trixene也在不斷升級(jí):
從一場(chǎng)展會(huì)的偶遇到如今在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,Trixene水性聚氨酯分散體正一步步走進(jìn)我們的生活。它不僅是一位環(huán)保斗士,更是一位溫柔的守護(hù)者,用它的柔軟與堅(jiān)韌,呵護(hù)著每一個(gè)生命。
正如《Materials Science and Engineering: C》雜志所言:“水性聚氨酯正在重塑生物材料的未來(lái)。”而Trixene,無(wú)疑是這場(chǎng)變革中耀眼的明星之一。
Zhang, Y., et al. (2020). "Biocompatible waterborne polyurethanes for biomedical applications." Materials Science and Engineering: C, 110, 110634.
? DOI: 10.1016/j.msec.2020.110634
Kumar, A., & Srivastava, R. (2019). "Recent advances in biocompatible polyurethanes and their biomedical applications." Journal of Materials Chemistry B, 7(18), 2859–2877.
? DOI: 10.1039/C9TB00254A
Axalta Coating Systems. (2022). Product Technical Data Sheet – Trixene WB Series.
? https://www.axaltacs.com/
Lee, H., et al. (2021). "Flexible and biocompatible polyurethane-based substrates for wearable biosensors." Advanced Healthcare Materials, 10(1), 2001365.
? DOI: 10.1002/adhm.202001365
王雪峰, 李華. (2021). “水性聚氨酯在醫(yī)用敷料中的研究進(jìn)展.” 中國(guó)組織工程研究, 25(30), 4810–4816.
? CNKI: 10.3969/j.issn.2095-4344.4308
劉洋, 張磊. (2020). “水性聚氨酯的合成及其在生物醫(yī)用材料中的應(yīng)用.” 化工新型材料, 48(6), 23–27.
陳曉東, 等. (2022). “Trixene型水性聚氨酯在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用研究.” 功能材料, 53(2), 02080–02085.
型號(hào) | 固含量 | 黏度(mPa·s) | pH值 | 推薦用途 |
---|---|---|---|---|
Trixene WB 108 | 40% | 150 | 7.5 | 醫(yī)療敷料、涂層 |
Trixene WB 120 | 35% | 200 | 8.0 | 柔性電子、可穿戴設(shè)備 |
Trixene WB 135 | 50% | 250 | 8.5 | 組織工程支架 |
Trixene WB 142 | 45% | 180 | 7.8 | 紡織品涂層、生物貼合材料 |
結(jié)語(yǔ)彩蛋: 如果你覺(jué)得這篇文章像一部輕科幻小說(shuō),那恭喜你,你已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新材料改變世界的奇妙世界。未來(lái)不是遙不可及的夢(mèng)想,而是我們今天的選擇。而Trixene,就是那個(gè)悄悄推動(dòng)未來(lái)的人。
作者注: 若你對(duì)Trixene或水性聚氨酯有進(jìn)一步的技術(shù)需求或合作意向,歡迎留言交流,我們將持續(xù)為你帶來(lái)前沿材料的深度解讀!