质子化介导的多功能丝素水凝胶粘合剂，用于表皮界面传感

丝绸纤维蛋白（SF）基水凝胶通过PVA物理交联和H3PO4调控氢键结合，结合甘油增强长期稳定性，实现了机械强度、电子传导性与生物相容性的协同优化，为表皮生物界面提供多功能监测平台。

　　

摘要

基于丝素蛋白（SF）的水凝胶在生物界面应用中引起了极大的关注，尤其是在表皮传感和组织/细胞支架方面，这得益于它们卓越的天然特性。然而，要在基于SF的水凝胶中实现多种功能（如机械强度、界面粘附性、电子导电性和长期稳定性），通常需要进行化学修饰或功能掺杂，而这可能会损害丝素材料的天然生物活性。开发既能保留天然优势又能具备定制功能的水凝胶仍然是一个关键挑战，这限制了它们在生物界面中的更广泛应用。在这里，我们提出了一种基于质子化的多功能水凝胶粘合剂，用于生物表皮界面。通过将SF与聚乙烯醇（PVA）混合，我们构建了一个仅由分子相互作用调控的物理交联水凝胶网络。引入磷酸（H₃PO₄）作为质子化剂，以调节体系内的氢键，从而精确控制粘附性、机械强度和电子导电性，同时保持高生物相容性。此外，添加甘油（Gly）作为保湿剂显著提高了水凝胶在皮肤表面应用中的长期稳定性。这种基于质子化的SF水凝胶粘合剂在监测电生理信号（如心电图（ECG）、肌电图（EMG）和脑电图（EEG）方面表现出优异的性能，为先进的生物界面应用提供了一个有前景的平台。