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Functional silk fibroin hydrogels: preparation, properties and applications
Journal of Materials Chemistry B ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1039/d0tb02099k Haiyan Zheng 1, 2, 3 , Baoqi Zuo 1, 2, 3
Journal of Materials Chemistry B ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1039/d0tb02099k Haiyan Zheng 1, 2, 3 , Baoqi Zuo 1, 2, 3
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Over the past decade, the hydrogels prepared from silk fibroin have received immense research attention due to the advantages of safe nature, biocompatibility, controllable degradation and capability to combine with other materials. They have broad application prospects in biomedicine and other fields. However, the traditional silk protein hydrogels have a simple network structure and single functionality, thus, leading to poor adaptability towards complex application environments. As a result, the application fields and development have been significantly restricted. However, the development of functional silk protein hydrogels has provided the opportunities to overcome the limitations of the silk protein hydrogels. In recent years, the functional design of the silk protein hydrogels and their potential applications have attracted the attention of scholars worldwide. Nevertheless, a comprehensive review on functional silk protein hydrogels is missing so far. In order to gain an in-depth understanding of the development status of the functional silk protein hydrogels, this article reviews the current status of the preparation, properties and application of the functional silk protein hydrogels. The article first briefly introduces the current cross-linking methods (including physical and chemical cross-linking), principles, advantages and limitations of the silk protein hydrogels. Subsequently, the types of functional silk protein hydrogels (e.g., high strength, injectable, self-healing, adhesive, conductive, environmental stimuli-responsive, 3D printable, etc.) and design principles for functional implementation have been introduced. Next, based on the advantages of the various functional aspects of the silk protein hydrogels, the applications of these hydrogels in the biomedical field (tissue engineering, sustained drug release, wound repair, adhesives, etc.) and bioelectronics are reviewed. Finally, the development prospects and challenges associated with silk protein functional hydrogels have been analyzed. It is hoped that this study will contribute towards the future innovation of the silk protein hydrogels by promoting the rational design of new mechanisms and successful realization of the target applications.
中文翻译：
功能性丝素蛋白水凝胶：制备，性质和应用
在过去的十年中，由于安全性，生物相容性，可控降解性以及与其他材料结合的优势，由丝素蛋白制备的水凝胶受到了广泛的研究关注。它们在生物医学等领域具有广阔的应用前景。然而，传统的丝蛋白水凝胶具有简单的网络结构和单一功能，因此导致其对复杂应用环境的适应性差。结果，极大地限制了应用领域和开发。然而，功能性丝蛋白水凝胶的开发提供了克服丝蛋白水凝胶的局限性的机会。最近几年，丝绸蛋白水凝胶的功能设计及其潜在应用吸引了全世界学者的关注。然而，到目前为止，关于功能性丝蛋白水凝胶的全面综述尚缺乏。为了深入了解功能性丝蛋白水凝胶的发展现状，本文综述了功能性丝蛋白水凝胶的制备，性质和应用现状。本文首先简要介绍了丝蛋白水凝胶的当前交联方法（包括物理和化学交联），原理，优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（为了深入了解功能性丝蛋白水凝胶的发展现状，本文综述了功能性丝蛋白水凝胶的制备，性质和应用现状。本文首先简要介绍了丝蛋白水凝胶的当前交联方法（包括物理和化学交联），原理，优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（为了深入了解功能性丝蛋白水凝胶的发展现状，本文综述了功能性丝蛋白水凝胶的制备，性质和应用现状。本文首先简要介绍了丝蛋白水凝胶的当前交联方法（包括物理和化学交联），原理，优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（丝绸蛋白水凝胶的优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（丝绸蛋白水凝胶的优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（例如，高强度，可注射，自我修复，粘合剂，导电，环境刺激响应，3D可打印等）以及功能实现的设计原理已经介绍。接下来，基于丝蛋白水凝胶各种功能方面的优势，这些水凝胶在生物医学领域（组织工程，药物持续释放，伤口修复，粘合剂等）中的应用。）和生物电子学进行了审查。最后，分析了丝绸蛋白功能水凝胶的发展前景和面临的挑战。希望这项研究将通过促进新机制的合理设计和目标应用的成功实现，为丝绸蛋白水凝胶的未来创新做出贡献。
更新日期：2021-01-06
中文翻译：
功能性丝素蛋白水凝胶：制备，性质和应用
在过去的十年中，由于安全性，生物相容性，可控降解性以及与其他材料结合的优势，由丝素蛋白制备的水凝胶受到了广泛的研究关注。它们在生物医学等领域具有广阔的应用前景。然而，传统的丝蛋白水凝胶具有简单的网络结构和单一功能，因此导致其对复杂应用环境的适应性差。结果，极大地限制了应用领域和开发。然而，功能性丝蛋白水凝胶的开发提供了克服丝蛋白水凝胶的局限性的机会。最近几年，丝绸蛋白水凝胶的功能设计及其潜在应用吸引了全世界学者的关注。然而，到目前为止，关于功能性丝蛋白水凝胶的全面综述尚缺乏。为了深入了解功能性丝蛋白水凝胶的发展现状，本文综述了功能性丝蛋白水凝胶的制备，性质和应用现状。本文首先简要介绍了丝蛋白水凝胶的当前交联方法（包括物理和化学交联），原理，优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（为了深入了解功能性丝蛋白水凝胶的发展现状，本文综述了功能性丝蛋白水凝胶的制备，性质和应用现状。本文首先简要介绍了丝蛋白水凝胶的当前交联方法（包括物理和化学交联），原理，优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（为了深入了解功能性丝蛋白水凝胶的发展现状，本文综述了功能性丝蛋白水凝胶的制备，性质和应用现状。本文首先简要介绍了丝蛋白水凝胶的当前交联方法（包括物理和化学交联），原理，优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（丝绸蛋白水凝胶的优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（丝绸蛋白水凝胶的优点和局限性。随后，功能性丝蛋白水凝胶的类型（例如，高强度，可注射，自我修复，粘合剂，导电，环境刺激响应，3D可打印等）以及功能实现的设计原理已经介绍。接下来，基于丝蛋白水凝胶各种功能方面的优势，这些水凝胶在生物医学领域（组织工程，药物持续释放，伤口修复，粘合剂等）中的应用。）和生物电子学进行了审查。最后，分析了丝绸蛋白功能水凝胶的发展前景和面临的挑战。希望这项研究将通过促进新机制的合理设计和目标应用的成功实现，为丝绸蛋白水凝胶的未来创新做出贡献。
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