利用外界刺激诱导原位合成水凝胶，具有重要的意义，属于化学和材料领域的前沿研究课题。近年来，设计具有更高可控性的诱导途径是该领域的重点研究方向之一。光交联反应是合成水凝胶的有效途径，其主要是利用高分子链中的光敏基团，或光引发剂，在光照作用下，发生交联，形成三维网络结构。这种高度可控的成胶特性，已在伤口快速止血、光刻技术等领域呈现显著优势。如利用光交联反应高度可控的特点，在动物体内原位合成水凝胶，有望在深部组织修复，肿瘤栓塞治疗等领域取得进一步的应用。需要注意的是，光交联反应通常由紫外/可见光诱发，该区间的光波在生物组织中穿透性较差，这一缺陷严重限制了利用光交联反应，在动物体内等不透明密闭体系中进行水凝胶的原位合成。

  X射线激发长余辉发光材料是近年来引起国内外学者关注的新材料。该类材料可在低剂量X射线短暂照射下，终止外源激发后，仍可较长时间持续发光状态。文献报道该类材料在临床诊断用X射线剂量照射下，具有长达数分钟、数小时、甚至数天的超长发光寿命，目前已在临床诊断、肿瘤治疗等领域凸显重要应用前景。X射线在生物组织中具有很强的穿透性。他们利用X射线的强穿透性和X射线激发长余辉发光材料长时间发光的特点，基于埃洛石纳米管表面改性，原位合成X射线激发长余辉发光材料。将上述长余辉发光材料与光引发剂混合，以液体状态介入动物体内，经短暂X射线照射后，利用余辉光原位引发光交联反应，在大鼠体内原位合成水凝胶。该方法中X射线照射时间短，剂量近似于临床诊断用剂量。该项研究通过简单介入方法在动物组织中引入水凝胶前驱体，原位完成液体向半固体的转变，该方式可有效降低手术植入等方式对动物组织的破坏性。

  相关工作“X-ray-activated polymerization expanding the frontiers of deep-tissue hydrogel formation”发表在国际著名期刊《Nature Communications》上（2024, 15，3247）。河北大学张海磊副教授为论文第一作者和共同通讯作者，杨艳民教授和与美国马萨诸塞大学医学院韩刚教授为共同通讯作者。

  在前期的另一篇工作中，张海磊、杨艳民与根特大学Richard Hoogenboom教授等合作，合成了具有优良水分散性、低毒性、聚合物基质相容性良好、室温下对X射线高度敏感且可加工成柔性基质的X射线闪烁体材料，并拓展了其在辐射发光复合材料等领域的应用（Nat. Commun., 2024, 15，2055）。

  上述研究工作得到了国家自然科学基金（Nos. 22102045&11974097），中央引导地方科技发展基金（No. 226Z1301G），河北省自然科学基金（No. B2020201072）和河北大学校长基金（No. XZJJ202210）资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47559-z

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