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Two-dimensional layered double hydroxides for biomedical applications: From nano-systems to surface- and body-systems

层状双氢氧化物 材料科学 生物相容性 纳米技术 纳米材料 表面改性 纳米复合材料 纳米- 涂层 模拟体液 化学工程 吸附 复合材料 化学 冶金 有机化学 工程类 扫描电子显微镜
作者
Huihui Du,Dongdong Zhang,Feng Peng,Kwk Yeung,Xuanyong Liu
出处
期刊:Progress in Materials Science [Elsevier]
卷期号:142: 101220-101220 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.pmatsci.2023.101220
摘要

Two-dimensional layered double hydroxides (2D LDHs) have attracted extensive attention in the field of biomedicine owing to various advantages, including biocompatibility, biodegradation, pH responsiveness, anion exchange effect, and easy functionalization. Based on the essential characteristics of LDHs nanosheets, this review introduces the construction strategies of relevant LDH-based materials, systematically expounds on the basic principle of preparation, and comprehensively presents the recent advances in this field. With a hydrotalcite-like crystal structure, the biological function and biocompatibility of LDHs nanosheets depend on the types of divalent and trivalent ions in its plate structure, hence, the functional element ions are summarized to provide a reference for the design and construction of LDH-based biomaterials. In the past few decades, LDH-based materials have been gradually applied from nano-system to functional modification of surface and 3D doping of body-system, and have made important progress in biomedicine as nanomaterials, surface coatings, and 3D components. Therefore, herein, biomedical applications of LDHs in nano-, surface- and body-systems are emphasized. Centered on LDH-based nano- and surface-system, LDH-based nanomaterials including conventional LDHs nanosheets, evolved LDHs single-layer nanosheets, LDHs nanohybrids, and LDHs nanocomposites, and LDH-based coating including in situ and non in situ coatings are systematically introduced. For the LDHs-dopped body-system, the existing form of LDHs in bodies and its biological applications in 3D printing bioinks, injectable hydrogels, and polymer porous scaffolds and electrospinning fibers are comprehensively analyzed. Although many challenges remain, this excellent material is expected to facilitate clinical transformation and breakthrough medical achievements.
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