62万元，北京协和医院拟转让一项Janus超分子水凝胶技术

近日，北京协和医院发布科技成果转化公示，医院通过协议定价方式，拟将“一种自适应Janus超分子水凝胶、制备方法与其作为湿组织表面粘合剂的应用”相关专利群授权予江苏人冠医疗科技有限公司使用，授权使用费总额为人民币62万元。该专利技术发明人为中国医学科学院北京协和医院赵宇教授及其团队。

本次专利技术的受让方江苏人冠医疗科技有限公司，是一家聚焦医用生物材料与外科器械领域的创新型企业。公司立足生命科学与医疗健康赛道，以 “推动前沿医疗技术临床转化，解决临床治疗痛点” 为核心定位，致力于医用粘合剂、组织修复材料及配套诊断产品的研发、生产与产业化。

本发明公开一种自适应Janus超分子水凝胶、制备方法与其作为湿组织表面粘合剂的应用。该水凝胶具有一体化结构和不对称的两面：粘附面和抗粘附面。适用于湿组织表面粘合领域。

硬脊膜缺损引发的脑脊液漏是脊柱及神经外科手术中常见的并发症，不仅发生率高，且危害程度大，可能导致瘫痪甚至死亡，成为当前临床中的重要挑战。现有的临床策略主要依赖缝合，但手术缝合不仅技术难度高、闭合效果不佳，还容易引发针眼漏，并导致组织粘连等问题。

市面上常用的胶粘剂，如纤维蛋白基和氰基丙烯酸酯等，存在粘附效果差、安全性不足等问题。而现有的补片材料，如牛心包补片、动物胶原、聚四氟乙烯和聚乳酸等，需通过手术缝合或胶水封堵，存在湿粘附不稳定、溶胀后压迫脊髓神经、与组织力学性能匹配差以及组织粘连等问题，难以满足脊柱及神经外科手术中硬脊膜缺损修复的高标准需求。

理想的硬脊膜修复材料应具备湿粘附稳定、与组织力学性能匹配、质量体积可控，并具有促进修复和防止组织粘连的功能。现有技术中，水凝胶材料已被应用于上述领域，但目前仍缺乏一种同时具备类似细胞外基质结构特点、卓越生物相容性、可调节且可逆的粘附强度、低溶胀率，以及既能在湿组织表面稳定粘附又能防止组织粘连的生物医用材料。因此，学术界也一直在尝试能够提出更符合临床需求的材料。

例如，华南理工大学曾公开了一种制备Janus水凝胶抗粘附层的技术，该技术以丙烯酰胺为单体，将交联剂、光引发剂和单体溶解于水中，通过紫外光照射引发聚合反应；随后，以丙烯酸为单体，将其与交联剂、光引发剂及锂藻土溶解于水中，浇铸至抗粘附层表面，再次通过紫外光照射引发聚合，制得Janus水凝胶粘合剂。然而，由于使用了交联剂，该水凝胶材料的毒性有所增加。

其制备过程是通过将预聚液浇铸到水凝胶表面再进行光照聚合，所得到的水凝胶属于复合型结构，而非一体化设计，因而存在复合界面强度不足和湿粘附性较差等问题。同时，由于主要采用亲水单体丙烯酸，所制备的水凝胶具有较高的溶胀率。

浙江工业大学公布了一种新型Janus水凝胶粘合剂的制备方法，该方法通过将甲基丙烯酰化的透明质酸钠与磺基甜菜碱型两性离子单体在紫外光照射下进行共聚反应，随后浸泡光引发剂α-酮戊二酸，最终将丙烯酸和N-羟基琥珀酰亚胺丙烯酸酯单体的水性溶液涂覆在水凝胶表面，并进行紫外光照射聚合。然而，由于采用表面涂覆策略，所制备的Janus水凝胶并非一体化结构，且存在强度低（约0.1 Mpa）、溶胀率高、湿粘附效果差等问题，难以满足硬脊膜缺损领域的临床应用需求。

浙江大学某团队采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对亲水单体丙烯酸和疏水单体甲基丙烯酸月桂酯（LMA）进行乳化处理，随后加入苯硼酸基团与季铵盐基团功能化的聚磷腈及天然多酚，最终通过光引发剂引发聚合反应，制备出Janus水凝胶。然而，所使用的乳化剂存在毒性问题，且引入天然多酚后会产生阻聚效应，导致单体聚合不充分，进一步增加毒性，难以应用于体内环境。此外，该水凝胶的力学性能和湿粘附强度仍有待提升。

现有的水凝胶粘合材料不仅湿粘附强度低，并且还会吸水溶胀，此外，这类Janus水凝胶的合成大多都是通过简单浇筑复合，并非一体化结构，存在粘合层和抗粘附层界面结合不稳定、体液环境中易脱落和组织粘连等问题，适合应用于皮肤伤口愈合等领域，难以应用于硬脊膜缺损修复领域。

为了改善上述技术问题，研发团队提出了一种具有粘附面和抗粘附面Janus水凝胶，以解决湿环境硬膜修复的核心需求。

团队研发的自适应 Janus 超分子水凝胶，通过结构设计、原料选型与制备工艺的系统性创新，构建了兼具稳定粘附、防粘连、高生物相容性与优异力学性能的新型医用材料。

1. 一体化不对称结构设计

该水凝胶的核心创新之处在于突破了传统Janus水凝胶“简单浇筑复合”的局限，成功构建了粘附面与抗粘附面无缝融合的一体化互穿网络结构。粘附面由第一单体（如聚乙烯亚胺、聚赖氨酸等）、第二单体（如丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等）与N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）共聚而成，通过氢键、离子键及疏水相互作用，实现了对湿组织表面的牢固粘附；抗粘附面则采用两性离子单体（如DMAPS、SBMA等），通过单面溶剂诱导聚合形成，具备卓越的抗蛋白粘附和防组织粘连能力。两层结构通过强离子相互作用紧密相连，而非简单的物理拼接，从而彻底解决了传统复合水凝胶界面强度不足、在体液环境中易脱落的关键问题，实现了“稳定粘附”与“防粘连”两大核心功能的协同统一。

2. 无毒性助剂配方体系

研发团队在原料选型上始终坚持“安全优先”原则，创新性地摒弃了传统水凝胶制备过程中常用的交联剂、乳化剂等毒性助剂，仅通过单体间的超分子相互作用（如氢键、离子键、疏水作用）实现网络交联与结构稳定。同时，光引发剂选用α-酮戊二酸、2,2-二乙氧基苯乙酮等低毒或无毒类型，进一步降低材料的生物风险。实验验证结果显示，该水凝胶与成纤维细胞共培养1至5天后，细胞增殖活力与对照组无显著差异；植入大鼠硬脊膜处14天后，组织切片未出现明显炎症反应，马松染色结果证实其良好的体内生物相容性，为临床应用的安全性提供了核心保障。

3. 超低溶胀率与优异力学性能

针对传统修复材料溶胀率过高易压迫神经、力学性能不匹配易破损的问题，该水凝胶通过优化单体配比与结构设计，实现了超低溶胀率与高强韧力学性能的完美平衡。其溶胀率低于2%，远优于现有水凝胶产品（通常超过10%），有效避免了术后吸水膨胀导致的脊髓神经压迫等二次损伤。力学测试结果显示，该水凝胶的断裂伸长率高达600%，拉伸断裂强度超过2MPa，对猪皮等湿组织的粘附强度超过70kPa，且在400%拉伸形变下经过10次循环测试后仍能保持稳定性能。此外，该材料还具备类似细胞外基质的动态粘弹性与自修复能力，能够自适应体内组织的形变与运动，显著提升修复效果的持久性。

4. 温度响应性设计，强化湿环境粘附适配性

水凝胶通过引入N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）实现了精确的温度响应特性，其相转变温度经共聚优化后，完美适配人体生理环境（37℃）。在体内温度下，水凝胶高分子链间的氢键断裂，赋予材料出色的柔韧性和运动性。一方面，通过疏水聚集效应排开组织与凝胶界面的水分，显著增强湿环境下的粘附稳定性；另一方面，能够更好地贴合组织表面的不规则形貌，提升力学匹配度。实验证实，该水凝胶可迅速实现湿组织缺损的瞬时封堵（如在兔子胃液漏封堵实验中，粘附后即刻停止漏液），且对心、肝、脾、肺、肾、硬脊膜等多种湿组织均具备稳定的粘附能力，应用场景广泛。

5. 制备工艺简单可控

相较于传统水凝胶繁琐的制备流程，该专利所提供的制备方法具备操作便捷、条件温和、成本可控的显著优势。整个工艺仅需两步紫外光聚合（波长350-405nm，光强50-200mW/cm²），无需复杂设备与严苛反应条件；所用原料均为市售易得产品，且单体配比（第一单体：第二单体：NIPAM：第三单体 = 1：(0.8-2)：(0.05-0.3)：(0.5-1)）可灵活调整，以适配不同组织修复的性能需求。简洁的制备流程与低廉的原料成本，大幅降低了产业化门槛，为材料的大规模生产及临床推广奠定了坚实基础。

该研究通过结构、配方与功能的多维创新，全面突破了现有医用粘合材料在湿粘附稳定性、界面结合强度、生物相容性、力学匹配性等方面的技术瓶颈，不仅为硬脊膜缺损修复提供了理想解决方案，更可拓展至肠、肝、肺、胃等多种湿组织的损伤粘合。

在湿组织粘合这一临床需求迫切的赛道，多家企业已围绕医用粘合剂、水凝胶修复材料等方向展开研发与产品落地，形成 “传统材料迭代 + 创新技术突破” 的多元竞逐格局。

当前市场上同类型产品主要集中于外科修复领域，技术路线包括化学胶粘剂、天然生物补片以及水凝胶材料。不同企业在研发进度和产品定位上各有侧重，共同推动湿组织粘合技术朝着更安全、更精准的方向迈进。

以北京颐兰贝生物科技有限公司为代表的国内企业开发的“α-氰基丙烯酸正丁酯组织胶”已获批准用于皮肤及小血管的止血封闭。尽管该类产品操作简便、初粘力强，但其刚性聚合物网络在湿润环境下容易脆裂，长期湿粘附稳定性不足，且降解产物具有一定细胞毒性，无法满足硬脊膜等动态、敏感组织的修复需求，目前主要应用于浅表创面的处理。

在天然生物补片领域，北京佰仁医疗科技股份有限公司的“牛心包生物补片”已广泛应用于神经外科和心血管外科的组织缺损修复。该产品采用脱细胞技术与戊二醛交联工艺进行处理，具备优异的力学性能和良好的生物相容性，临床应用经验丰富。

在水凝胶创新领域，各企业正依托自身独特的技术路线积极推动产品研发。例如，广州迈普再生医学科技股份有限公司研发的“人工硬脑（脊）膜补片”（商品名：Neurolon®），采用聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）静电纺丝技术制造，具备可降解性及与人体组织相似的力学特性，已成功应用于临床硬膜修复。

一些新兴企业正在积极探索Janus结构水凝胶的应用潜力，例如深圳新产业生物材料有限公司曾开展“双层光固化水凝胶”的初步研究。这类体系通常采用分步成型工艺，界面结合主要依赖物理作用，因此在长期体液环境中对结构稳定性提出了更高要求。部分配方中，为增强网络强度，会引入化学交联剂（如N,N'-亚甲基双丙烯酰胺），但其生物安全性需结合具体应用场景进行综合评估。

值得关注的是，在高端湿组织修复领域，外资企业正积极布局相关产品。美国Baxter公司的“纤维蛋白密封胶”已成功进入中国市场，并获得了FDA与NMPA的双重认证，适用于硬脊膜缺损修补、肝脏手术止血等多种临床场景。该产品通过纤维蛋白原与凝血酶的酶促反应形成凝胶，模拟生理止血过程，实现组织粘合。然而，由于其作用机制依赖于患者自身的凝血系统，粘附效果可能因个体凝血状态的差异而有所不同。此外，产品在使用时需在术中现场混合两种组分，对操作流程有一定的要求。据悉，Baxter公司正在研发一种“纤维蛋白–水凝胶复合体系”，旨在结合纤维蛋白的生物活性与水凝胶的力学稳定性，相关产品已进入II期临床试验阶段。