Самовосстанавливающиеся гидрогели - Self-healing hydrogels

Самовосстанавливающиеся гидрогели представляют собой специализированный тип полимера гидрогель. Гидрогель - это макромолекулярный полимер гель построенный из сети сшитых полимерных цепей. Гидрогели синтезируются из гидрофильный мономеры путем либо цепного, либо ступенчатого роста, вместе с функциональным сшивающим агентом, способствующим образованию сети. Сетчатая структура вместе с пустотами усиливает способность гидрогеля поглощать большое количество воды через водородная связь. В результате гидрогели, как самовосстанавливающиеся, приобретают характерную твердость. эластичный механические свойства. Самовосстановление относится к спонтанному образованию новых связей, когда старые связи разрываются в материале. Структура гидрогеля вместе с силами электростатического притяжения стимулирует образование новых связей через реконструктивную ковалентную оборванную боковую цепь или нековалентную водородную связь. Эти похожие на плоть свойства мотивировали исследования и разработку самовосстанавливающихся гидрогелей в таких областях, как реконструктивные тканевая инженерия в качестве строительных лесов, а также для использования в пассивных и профилактических целях.[1]

Синтез

Множество разных полимеризация методы могут быть использованы для синтеза полимерных цепей, из которых состоят гидрогели. Их свойства в значительной степени зависят от того, как эти цепи сшиваются.

Сшивание

Сшивание представляет собой процесс соединения двух или более полимерных цепей. Существует как химическое, так и физическое сшивание. Кроме того, как природные полимеры, такие как белки, так и синтетические полимеры с высоким сродством к воде, могут использоваться в качестве исходных материалов при выборе гидрогеля.[2] Для создания гидрогеля можно использовать различные методы сшивания. По определению, гель сшитого полимера представляет собой макромолекулу, которую не растворяет растворитель. Из-за полимерных доменов, созданных сшиванием в микроструктуре геля, гидрогели не являются гомогенными в выбранной системе растворителей. В следующих разделах обобщены химические и физические методы сшивания гидрогелей.[2]

Химическое сшивание

Метод
Процесс
Радикальная полимеризация
Радикальная полимеризация представляет собой метод полимеризации с ростом цепи. Цепной рост полимеризация - один из наиболее распространенных методов синтеза гидрогелей. Обе свободный -радикальная полимеризация, а в последнее время контролируемый -радикальная полимеризация были использованы для приготовления самовосстанавливающихся гидрогелей. Свободнорадикальная полимеризация состоит из инициирования, распространения и прекращения. После инициирования образуется свободный радикальный активный сайт, который добавляет мономеры в виде звеньев цепи.
Типичная радикальная полимеризация, показывающая образование поли (N-изопропилакриламид) гидрогель.
По сравнению со свободнорадикальной полимеризацией, контролируемая «живущая» радиальная полимеризация предлагает преимущества более длительного срока жизни растущей цепи для макромолекулярной инженерии. Несколько методов контролируемой радикальной полимеризации, которые в настоящее время используются для синтеза самовосстановления гидрогелей, включают:
  • Радикальная полимеризация с переносом атома (ATRP)
  • Полимеризация с обратимым присоединением и фрагментацией (RAFT).[2]

Другие методы роста цепи включают: анионный и катионный полимеризация. И анионные, и катионные методы крайне чувствительны к водной среде и поэтому не используются в синтезе полимерных гидрогелей.

Аддитивная и конденсационная полимеризация
Полимерные цепи можно сшивать в присутствии воды с образованием гидрогеля. Вода занимает пустоты в сети, придавая гидрогелю характерные поверхностные свойства.
Водорастворимые мономеры можно превратить в гидрогели с использованием сшивающих агентов, таких как ТЕМЕД. Полифункциональные сшивающие агенты реагируют с мономерными функциональными группами в реакции ступенчатого присоединения. Конденсационная полимеризация - это второй тип полимеризации ступенчатого роста. Как и в случае аддитивной полимеризации, функциональные группы вступают в реакцию ступенчато с образованием ковалентно связанной гелевой сетки. Полиуретаны, полиэфиры или нейлоновые полимеры чаще всего синтезируются для применения в гидрогелях.[2]
Гамма- и электронно-лучевая полимеризация
Электромагнитное излучение высокой энергии может сшивать концы цепи водорастворимого мономера или полимера без добавления сшивающего агента. Во время облучения с использованием гамма- или электронного пучка водные растворы мономеров полимеризуются с образованием гидрогеля. Гамма- и электронно-лучевая полимеризация параллельна модели инициирования, распространения и прекращения, проводимой в свободнорадикальной полимеризации. В этом процессе образуются гидроксильные радикалы, которые инициируют свободнорадикальную полимеризацию среди виниловых мономеров, которые распространяются с быстрым присоединением цепей.[2] Гидрогель окончательно образуется, когда сеть достигает критическая точка гелеобразования. Этот процесс имеет преимущество перед другими методами сшивания, поскольку его можно проводить при комнатной температуре и физиологическом pH без использования токсичных и трудно удаляемых сшивающих агентов.

Физическое сшивание

Метод
Процесс
Ионные взаимодействия
Используя ионные взаимодействия, процесс можно проводить в мягких условиях, при комнатной температуре и физиологическом pH. Также не обязательно присутствие ионных групп в полимере для образования гидрогеля. Использование ионов металлов дает более прочный гидрогель.[2]
Кристаллизация
Этот метод предназначен для использования поли (винилового спирта) (ПВА ), где водный раствор этого полимера в процессе замораживания-оттаивания образует прочный и высокоэластичный гель.[3]
Формирование стереокомплекса
Для образования стереокомплексов гидрогель образуется путем сшивания, которое образуется между олигомерами молочной кислоты с противоположной хиральностью.[2]
Гидрофобизированные полисахариды
Примерами полисахаридов, описанных в литературе, используемых для получения физически сшитых гидрогелей путем гидрофобной модификации, являются хитозан, декстран, пуллулан и карбоксиметилкурдлан.[2] Гидрофобные взаимодействия приводят к набуханию полимера и поглощению воды, которая образует гидрогель.
Белковое взаимодействие
Белковая инженерия позволил инженерам получить последовательные блок-сополимеры, которые содержат повторяющиеся шелкоподобные и эластиноподобные блоки, называемые ProLastins.[2] Эти ProLastins представляют собой жидкие растворы в воде, которые могут превращаться из раствора в гель в физиологических условиях из-за кристаллизации шелкоподобных доменов.[2]
Водородные связи
Полиакриловая кислота (PAA ) и полиметакриловой кислоты (PMA ) образуют комплексы с полиэтиленгликолем (ПЭГ ) от водородных связей между кислородом ПЭГ и карбоксильной группой ПМА.[2] Это взаимодействие позволяет комплексу поглощать жидкости и набухать при низком pH, что превращает систему в гель.

Химия интерфейса самовосстанавливающихся гидрогелей

Водородная связь

Водородная связь - это сильная межмолекулярная сила, которая формирует особый тип диполь-дипольного притяжения.[4] Водородные связи образуются, когда атом водорода, связанный с сильно электроотрицательным атомом, находится вокруг другого электроотрицательного атома с неподеленной парой электронов.[5] Водородные связи сильнее обычных диполь-дипольных взаимодействий и дисперсионных сил, но остаются более слабыми, чем ковалентные и ионные связи. В гидрогелях структура и стабильность молекул воды сильно зависят от связей. Полярные группы в полимере прочно связывают молекулы воды и образуют водородные связи, которые также вызывают гидрофобные эффекты.[6] Эти гидрофобные эффекты можно использовать для создания физически сшитых гидрогелей, которые проявляют способность к самовосстановлению. Гидрофобные эффекты в сочетании с гидрофильными эффектами внутри структуры гидрогеля могут быть уравновешены за счет свисающих боковых цепей, которые опосредуют водородную связь, которая возникает между двумя отдельными частями гидрогеля или через разорванный гидрогель.

Пример самовосстанавливающейся гидрогелевой сети с оборванной цепью. Концевые группы карбоновых кислот реагируют друг с другом, сшивая углеродную цепь основной цепи самовосстанавливающегося гидрогеля. Кроме того, гидрофильные функциональные группы обеспечивают быстрое поглощение воды сеткой.

Свисающая боковая цепь

Подвешенная боковая цепь - это боковые цепи углеводородной цепи, ответвляющиеся от основной цепи полимера. К боковой цепи присоединены полярные функциональные группы. Боковые цепи «болтаются» по поверхности гидрогеля, позволяя ему взаимодействовать с другими функциональными группами и образовывать новые связи.[7] Идеальная боковая цепь должна быть длинной и гибкой, чтобы она могла проходить через поверхность для реакции, но достаточно короткой, чтобы минимизировать стерические препятствия и коллапс из-за гидрофобного эффекта.[7] Боковые цепи должны поддерживать баланс как гидрофобных, так и гидрофильных эффектов. В исследовании, проведенном Калифорнийским университетом в Сан-Диего для сравнения заживляющей способности, сравнивали гидрогели различной длины боковой цепи с аналогичным сшивающим содержанием, и результаты показали, что заживляющая способность гидрогелей немонотонно зависит от длины боковой цепи.[7] При более короткой длине боковой цепи существует ограниченная досягаемость карбоксильной группы, что снижает посредничество водородных связей на границе раздела. По мере увеличения длины цепи карбоксильная группа становится более гибкой, и водородные связи могут опосредоваться. Однако, когда длина боковой цепи слишком велика, происходит разрыв между взаимодействием карбоксильной и амидной групп, которые помогают опосредовать водородные связи. Он также может накапливать и разрушать гидрогель и препятствовать заживлению.

Эффекты ПАВ

Большинство самовосстанавливающихся гидрогелей полагаются на электростатическое притяжение, чтобы спонтанно создавать новые связи.[5][6][7] Электростатическое притяжение можно замаскировать с помощью протонирования полярных функциональных групп. Когда pH повышается, полярные функциональные группы депротонируются, освобождая полярную функциональную группу для реакции. Поскольку гидрогели полагаются на электростатическое притяжение для самовосстановления, на процесс может влиять электростатический экранирование. Эффекты изменения солености можно смоделировать с помощью теории Гуи-Чепмена-Стерна. Двухслойный .

  • : Дзета-потенциал
  • : Минерализация раствора.
  • : Расстояние между молекулами, если полярная функциональная группа - одна молекула, а ион в растворе - другая.

Для расчета потенциала Гуи-Чепмана необходимо рассчитать коэффициент солености. Выражение для коэффициента солености выглядит следующим образом:

Эти эффекты становятся важными при рассмотрении возможности применения самовосстанавливающихся гидрогелей в области медицины. На них будут влиять pH и соленость крови.

Эти эффекты также проявляются во время синтеза при попытке добавить крупных гидрофобов к основной цепи гидрофильного полимера. Исследовательская группа из Стамбульского технического университета показала, что крупные гидрофобные организмы могут быть добавлены путем добавления электролита в достаточном количестве. Во время синтеза гидрофобы удерживались в мицеллах перед присоединением к основной цепи полимера.[8] Увеличивая соленость раствора, мицеллы смогли расти и охватить больше гидрофобов. Если в мицелле больше гидрофобов, то растворимость гидрофобов увеличивается. Повышение растворимости приводит к увеличению образования гидрогелей с крупными гидрофобами.[8]

Физические свойства

Свойства поверхности

Поверхностное натяжение и энергия

В поверхностное натяжение (γ) материала напрямую связана с его внутримолекулярный и межмолекулярные силы. Чем сильнее сила, тем больше поверхностное натяжение. Это можно смоделировать с помощью уравнения:

Где ΔvapU - энергия испарения, НА это число Авогадро, а2 площадь поверхности на молекулу. Из этого уравнения также следует, что энергия испарения влияет на поверхностное натяжение. Известно, что чем сильнее сила, тем выше энергия парообразования. Затем поверхностное натяжение можно использовать для расчета поверхностной энергии (uσ). Уравнение, описывающее это свойство:

Поверхностная энергия

Где T - температура, а система находится при постоянном давлении и площади. В частности, для гидрогелей свободную поверхностную энергию можно предсказать с помощью функции свободной энергии Флори-Хаггинса для гидрогелей.[9]

Для гидрогелей поверхностное натяжение играет роль в нескольких дополнительных характеристиках, включая коэффициент набухания и стабилизацию.

Припухлость

Гидрогели обладают замечательной способностью набухать в воде и водных растворителях. В процессе набухания может возникнуть нестабильность поверхности. Эта нестабильность зависит от толщины слоев гидрогеля и поверхностного натяжения.[9] Более высокое поверхностное натяжение стабилизирует плоскую поверхность гидрогеля, которая является самым внешним слоем. Коэффициент набухания плоского слоя можно рассчитать с помощью следующего уравнения, полученного из теории свободной поверхностной энергии в гидрогелях Флори – Хаггинса:

Free surface energy.png

Где λчас - степень набухания, μ - химический потенциал, p - давление, kB - постоянная Больцмана, а χ и Nv - безразмерные константы гидрогеля. По мере увеличения набухания механические свойства обычно ухудшаются.

Деформация поверхности

Деформация поверхности гидрогелей важна, потому что она может привести к самоиндуцированному растрескиванию. Каждый гидрогель имеет характерную длину волны нестабильности (λ), которая зависит от длины эластокапилляров. Эта длина рассчитывается путем деления поверхностного натяжения (γ) на эластичность (μ) гидрогеля. Чем больше длина волны нестабильности, тем больше эластокапиллярная длина нестабильности, что делает материал более склонным к растрескиванию.[10] Характерная длина волны нестабильности может быть смоделирована следующим образом:

Где H - толщина гидрогеля.

Критическая температура раствора

Некоторые гидрогели способны реагировать на раздражители и окружающую среду. Примеры этих стимулов включают свет, температуру, pH и электрические поля.[нужна цитата ] Чувствительные к температуре гидрогели известны как термогели. Термочувствительные гидрогели претерпевают обратимый термически индуцированный фазовый переход при достижении либо верхний или же ниже критическая температура раствора. По определению, гель сшитого полимера представляет собой макромолекулу, которая не может растворяться. Из-за полимерных доменов, созданных сшиванием, в микроструктуре геля гидрогели не являются гомогенными в системе растворителей, в которую они помещены. Однако набухание сети происходит в присутствии подходящего растворителя. Пустоты в микроструктуре геля, где сшивающий агент или мономер агрегировались во время полимеризации, могут вызвать диффузию растворителя внутрь или из гидрогеля. Таким образом, микроструктура гидрогеля непостоянна, и возникают дефекты, когда вода извне геля может накапливать эти пустоты. Этот процесс зависит от температуры, а поведение растворителя зависит от того, достигла ли система растворитель-гель критической температуры раствора (НКТР) или превзошла ее. НКТР определяет границу, между которой гелевая или полимерная цепь будет разделять растворитель на одну или две фазы. Спинодиальные и бинодиальные области фазовой диаграммы полимер-растворитель представляют энергетическую благоприятность того, что гидрогель становится смешиваемым в растворе или разделяется на две фазы.

Приложения

Медицинское использование

Самовосстанавливающиеся гидрогели имеют широкий спектр применения. Обладая высокой биосовместимостью, гидрогели полезны для ряда медицинских применений. Области, где в настоящее время ведутся активные исследования, включают:

  • Рассасывающиеся швы[11]
  • Тканевая инженерия и регенерация [11]
  • Доставки лекарств[12]

Тканевая инженерия и регенерация

Полимерные подмости

Гидрогели создаются из сшитых нерастворимых в воде полимеров. Полимерные гидрогели абсорбируют значительные количества водных растворов и поэтому имеют высокое содержание воды. Такое высокое содержание воды делает гидрогель более похожим на ткани живого организма, чем на любой другой материал для регенерации тканей.[12] Кроме того, полимерные каркасы, в которых используются самовосстанавливающиеся гидрогели, структурно аналогичны внеклеточным матрицам многих тканей. Каркасы действуют как трехмерные искусственные шаблоны, в которых ткань, предназначенная для реконструкции, культивируется для роста. Высокая пористость гидрогелей обеспечивает диффузию клеток во время миграции, а также перенос питательных веществ и продуктов жизнедеятельности от клеточных мембран. Во время культивирования тканей каркасы подвергаются суровым условиям обработки.[13] К ним относятся механическое раздражение для стимулирования клеточного роста, процесса, который оказывает давление на структуру каркаса. Это напряжение может привести к локальному разрыву каркаса, что пагубно сказывается на процессе реконструкции.[14] В самовосстанавливающемся гидрогелевом каркасе разорванные каркасы обладают способностью к локальному самовосстановлению своей поврежденной трехмерной структуры.[15]

Текущие исследования изучают эффективность использования различных типов гидрогелевых каркасов для тканевой инженерии и регенерации, включая синтетические гидрогели, биологические гидрогели и биогибридные гидрогели.

В 2019 году исследователи Биплаб Саркар и Вивек Кумар из Технологического института Нью-Джерси разработали самособирающийся пептидный гидрогель, который доказал свою эффективность в увеличении отрастания кровеносных сосудов и выживаемости нейронов у крыс, пострадавших от травматических повреждений головного мозга (TBI).[16] Благодаря адаптации гидрогеля к тканям мозга и введению его в поврежденные участки мозга исследования исследователей показали улучшение подвижности и когнитивных способностей всего через неделю лечения. Если испытания и дальше будут успешными, этот пептидный гидрогель может быть одобрен для испытаний на людях и, в конечном итоге, широко используется в медицинском сообществе для лечения ЧМТ. Этот гидрогель также может адаптироваться к другим формам тканей человеческого тела и способствовать регенерации и восстановлению после других повреждений.

Синтетические гидрогели

Полимеры полиэтиленгликоля (ПЭГ) представляют собой синтетические материалы, которые можно сшивать с образованием гидрогелей. Гидрогели PEG не токсичны для организма, не вызывают иммунного ответа и были одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для клинического использования. Поверхности полимеров ПЭГ легко модифицируются пептидными последовательностями, которые могут привлекать клетки для адгезии и поэтому могут использоваться для регенерации тканей.[17]

Гидрогели поли (2-гидроксиэтилметакрилата) (PHEMA) можно комбинировать с розеточными нанотрубками (RNT). RNT могут имитировать такие структуры кожи, как коллаген и кератин и самособирается при введении в тело. Этот тип гидрогеля изучается для использования в регенерации кожи и показал многообещающие результаты, такие как пролиферация фибробластов и кератиноцитов. Оба этих типа клеток имеют решающее значение для производства компонентов кожи.[18]

Биологические гидрогели

Биологические гидрогели получают из уже существующих компонентов тканей тела, таких как коллаген, гиалуроновая кислота (HA), или фибрин. Коллаген, HA и фибрин - это компоненты, которые естественным образом встречаются во внеклеточном матриксе млекопитающих. Коллаген является основным структурным компонентом тканей, и он уже содержит сигнальные домены, которые могут способствовать росту клеток. Чтобы механически усилить коллаген в гидрогеле, он должен быть химически сшит, сшит с использованием ультрафиолетового света или температуры или смешан с другими полимерами. Коллагеновые гидрогели будут нетоксичными и биосовместимыми.[17]

Гибридные гидрогели

Гибридные гидрогели объединяют синтетические и биологические материалы и используют лучшие свойства каждого из них. Синтетические полимеры легко настраиваются и могут быть адаптированы для конкретных функций, таких как биосовместимость. Биологические полимеры, такие как пептиды также обладают дополнительными свойствами, такими как специфичность связывания и высокое сродство к определенным клеткам и молекулам. Гибрид этих двух типов полимеров позволяет создавать гидрогели с новыми свойствами. Пример гибридного гидрогеля может включать синтетически созданный полимер с несколькими пептидными доменами.[19]

Интегрированные волоконные наноструктуры

Самовосстанавливающиеся гидрогели на основе пептидов можно выборочно выращивать на нановолокно материал, который затем может быть включен в желаемую реконструктивную ткань-мишень.[20] Каркас гидрогеля затем химически модифицируется, чтобы способствовать адгезии клеток к пептидному каркасу из нановолокон. Поскольку рост каркаса внеклеточного матрикса зависит от pH, при выборе материала каркаса выбранные материалы должны учитываться с учетом реакции pH.

Доставки лекарств

Набухание и биоадгезию гидрогелей можно контролировать в зависимости от жидкой среды, в которую они попадают в организм.[12] Эти свойства делают их превосходными для использования в качестве устройств для контролируемой доставки лекарств. Расположение гидрогеля в организме будет определяться его химическим составом и реакциями с окружающими тканями. При пероральном введении гидрогель может прилипнуть к любой части желудочно-кишечного тракта, включая рот, желудок, тонкий кишечник или толстую кишку. Адгезия в специфически нацеленной области вызовет локализованную доставку лекарства и повышенную концентрацию лекарства, поглощаемую тканями.[12]

Умные гидрогели в доставке лекарств

Умные гидрогели чувствительны к раздражителям, таким как изменение температуры или pH. Изменения в окружающей среде изменяют свойства набухания гидрогелей и могут вызвать их увеличение или уменьшение высвобождения лекарства, пропитанного волокнами.[12] Примером этого могут быть гидрогели, выделяющие инсулин при наличии высокого уровня глюкозы в кровотоке.[21] Эти чувствительные к глюкозе гидрогели модифицированы ферментом глюкозооксидаза. В присутствии глюкозы глюкозооксидаза будет катализировать реакцию, которая заканчивается повышением уровня H+. Эти H+ ионы повышают pH окружающей среды и, следовательно, могут вызвать изменение в умном гидрогеле, которое инициирует высвобождение инсулина.

Другое использование

Хотя исследования в настоящее время сосредоточены на биоинженерном аспекте самовосстановления гидрогелей, существует несколько немедицинских приложений, в том числе:

  • pH метры
  • Герметики от протечек кислоты

pH метр

Самовосстанавливающиеся гидрогели с боковыми цепями свисающего типа активируются при изменении относительной кислотности раствора, в котором они находятся. В зависимости от применения, указанного пользователем, боковые цепи могут выборочно использоваться в самовосстанавливающихся гидрогелях в качестве индикаторов pH. Если указанная функциональная группа заканчивается цепочкой с низким pKa, например карбоновая кислота, в условиях нейтрального pH, вода будет депротонировать кислотный конец цепи, активируя концы цепи. Начнется сшивание, или то, что известно как самовосстановление, в результате чего два или более отдельных гидрогеля сольются в один.

Герметик

Исследования использования самовосстанавливающихся гидрогелей выявили эффективный метод уменьшения разливов кислоты за счет способности избирательно сшиваться в кислых условиях. В ходе испытаний, проведенных Калифорнийским университетом в Сан-Диего, различные поверхности были покрыты самовосстанавливающимися гидрогелями, а затем были механически повреждены трещинами шириной 300 микрометров, при этом покрытия заживляли трещину в течение нескольких секунд после воздействия буферов с низким pH.[7] Гидрогели также могут прилипать к различным пластмассам за счет гидрофобных взаимодействий. Оба открытия предполагают использование этих гидрогелей в качестве герметика для сосудов, содержащих коррозионные кислоты. В настоящее время не существует коммерческих приложений для реализации этой технологии.

Производные

Сушка гидрогелей в контролируемых условиях может дать ксерогели и аэрогели. Ксерогель - это твердое вещество, которое сохраняет значительную пористость (15-50%) с очень маленьким размером пор (1-10 нм). В аэрогеле пористость несколько выше, а поры больше, чем на порядок, в результате получается материал сверхнизкой плотности с низкой теплопроводностью и почти полупрозрачным дымоподобным внешним видом.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Талебиан, Сепер; Мехрали, Мехди; Таэбния, Найере; Пенниси, Кристиан Пабло; Кадумуди, Фироз Бабу; Форуги, Джавад; Хасани, Масуд; Никкха, Мехди; Акбари, Мохсен; Ориве, Горка; Долатшахи ‐ Пируз, Алиреза (14 июня 2019 г.). "Самовосстанавливающиеся гидрогели: следующий сдвиг парадигмы тканевой инженерии?". Передовая наука. 6 (16): 1801664. Дои:10.1002 / advs.201801664. ЧВК  6702654. PMID  31453048.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k Hennink, W.E., van Nostrum, C.F. (2002) Обзор продвинутых поставок лекарств 54: 13-36.Абстрактный
  3. ^ Ёкояма, ф .; Масада, I .; Shimamura, K .; Икава, Т .; Монобе, К. (1986). «Морфология и структура высокоэластичного гидрогеля поли (винилового спирта), полученного многократным замораживанием и плавлением». Коллоидный полим. Наука. 264 (7): 595–601. Дои:10.1007 / BF01412597.
  4. ^ Талебиан, Сепер; Мехрали, Мехди; Таэбния, Найере; Пенниси, Кристиан Пабло; Кадумуди, Фироз Бабу; Форуги, Джавад; Хасани, Масуд; Никкха, Мехди; Акбари, Мохсен; Ориве, Горка; Долатшахи ‐ Пируз, Алиреза (14 июня 2019 г.). "Самовосстанавливающиеся гидрогели: следующий сдвиг парадигмы тканевой инженерии?". Передовая наука. 6 (16): 1801664. Дои:10.1002 / advs.201801664. ЧВК  6702654. PMID  31453048.
  5. ^ а б "Водородная связь". Химия LibreTexts. 2 октября 2013 г.
  6. ^ а б Танака, Хидеки; Тамай, Йошинори; Наканиши, Коитиро (1996). «Исследование молекулярной динамики взаимодействия полимера с водой в гидрогелях. 2. Динамика водородных связей». Макромолекулы. 29 (21): 6761–6769. Bibcode:1996MaMol..29.6761T. Дои:10.1021 / ma960961r.
  7. ^ а б c d е Пхадке, Амея; Чжан, Чао; Арман, Бедри; Сюй, Чэн-Чжи; Машелкар, Рагхунатх А .; Леле, Ашиш К .; Таубер, Майкл Дж .; Арья, Гаурав; Варгезе, Шини (29 февраля 2012 г.). «Быстро самовосстанавливающиеся гидрогели». Труды Национальной академии наук. Дои:10.1073 / pnas.1201122109.
  8. ^ а б Тункабойлу, Дениз Ч .; Мелахат Сахин; Аслихан Аргун; Вильгельм Опперманн; Огуз окей (6 февраля 2012 г.). «Динамика и поведение при больших деформациях самовосстанавливающихся гидрогелей с поверхностно-активными веществами и без них». Макромолекулы. 45 (4): 1991–2000. Bibcode:2012MaMol..45.1991T. Дои:10.1021 / ma202672y.
  9. ^ а б Кан, Мин К .; Хуанг, Руи (2010). «Влияние поверхностного натяжения на вызванную набуханием поверхностную нестабильность ограниченных субстратом слоев гидрогеля». Мягкая материя. 6 (22): 5736–5742. Bibcode:2010SMat .... 6.5736K. Дои:10.1039 / c0sm00335b.
  10. ^ Адити Чакрабарти и Манодж К. Чаудхури (2013). «Прямое измерение поверхностного натяжения мягкого эластичного гидрогеля: исследование эластокапиллярной нестабильности при адгезии». Langmuir. 29 (23): 6926–6935. arXiv:1401.7215. Дои:10.1021 / la401115j. PMID  23659361.
  11. ^ а б Гибас, Ивона; Яник, Елена (7 октября 2010 г.). «ОБЗОР: СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ГИДРОГЕЛИ ДЛЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ» (PDF). Химия и химические технологии. 4 (4): 297–304.
  12. ^ а б c d е Вадитья, Ашок (2012). «Как обзор гидрогелей как средств доставки лекарств в фармацевтической сфере». Международный журнал фармацевтических и химических наук.
  13. ^ Schmedlen, Rachael H; Кристин Мастерс (8 ноября 2002 г.). «Фотосшивающие гидрогели поливинилового спирта, которые могут быть модифицированы пептидами клеточной адгезии для использования в тканевой инженерии». Биоматериалы. 23 (22): 4325–4332. Дои:10.1016 / s0142-9612 (02) 00177-1. PMID  12219822.
  14. ^ Stosich, Michael H; Эдуардо Мойоли (24 октября 2009 г.). «Биоинженерные стратегии для создания васкуляризированных трансплантатов мягких тканей с устойчивой формой». Методы. 47 (2): 116–121. Дои:10.1016 / j.ymeth.2008.10.013. ЧВК  4035046. PMID  18952179.
  15. ^ Brochu, Alic H; Стивен Крейг (9 декабря 2010 г.). «Самовосстанавливающиеся биоматериалы». Биоматериалы. 96 (2): 492–506. Дои:10.1002 / jbm.a.32987. ЧВК  4547467. PMID  21171168.
  16. ^ «Пептидные гидрогели могут помочь излечить черепно-мозговые травмы». ScienceDaily.
  17. ^ а б Пеппас, Николас (2006). «Гидрогели в биологии и медицине: от молекулярных принципов к бионанотехнологии». Современные материалы. 18 (11): 1345–1360. Дои:10.1002 / adma.200501612.
  18. ^ Чаудхури, Коэль; Кандасами, Джаяпракаш; Кумар Х.С., Вишу; Рой Чоудхури, Сурав (сентябрь 2014 г.). «Регенеративная наномедицина: текущие перспективы и будущие направления». Международный журнал наномедицины: 4153. Дои:10.2147 / IJN.S45332. ЧВК  4159316. PMID  25214780.
  19. ^ Копечек, Йиндржих; Ян, Цзиюань (март 2009 г.). «Пептид-направленная самосборка гидрогелей». Acta Biomaterialia. 5 (3): 805–816. Дои:10.1016 / j.actbio.2008.10.001. ЧВК  2677391. PMID  18952513.
  20. ^ Чжоу, Ми Х; Эндрю Смит (6 мая 2009 г.). «Самособирающиеся гидрогели на основе пептидов как каркасы для якорных зависимых клеток». Биоматериалы. 30 (13): 2523–2530. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2009.01.010. PMID  19201459.
  21. ^ Рой, Ипсита (декабрь 2003 г.). «Умные полимерные материалы: новые биохимические применения». Химия и биология. 10 (12): 1161–1171. Дои:10.1016 / j.chembiol.2003.12.004. PMID  14700624.

дальнейшее чтение