Ny undersøgelse viser, hvordan kulsyreholdigt vand kan bruges til at tune egenskaber af hydrogeler til forskellige formål

Abstrakt

Hydrogeler er alsidige materialer med en bred vifte af anvendelser, herunder i vævsteknologi, lægemiddellevering og vandrensning. Hydrogelernes egenskaber, såsom deres kvældningsforhold, mekaniske styrke og bionedbrydelighed, kan indstilles ved at variere tværbindingstætheden af ​​polymernetværket. Traditionelle tværbindingsmetoder involverer ofte brugen af ​​giftige kemikalier eller barske forhold, som kan begrænse biokompatibiliteten og skalerbarheden af ​​hydrogelproduktion.

Her præsenterer vi en ny tilgang til tværbinding af hydrogeler ved hjælp af kulsyreholdigt vand. Kulsyreholdigt vand indeholder opløst kuldioxidgas, som kan reagere med de funktionelle grupper af polymerer og danne kovalente bindinger. Denne reaktion fører til dannelsen af ​​et tværbundet polymernetværk, hvilket resulterer i en hydrogel.

Vi undersøgte effekten af ​​kulsyreholdigt vand på egenskaberne af hydrogeler fremstillet af forskellige polymerer, herunder poly(vinylalkohol) (PVA), poly(acrylsyre) (PAA) og gelatine. Vi fandt ud af, at hydrogelernes kvældningsforhold, mekanisk styrke og biologisk nedbrydelighed kunne justeres effektivt ved at variere koncentrationen af ​​kulsyreholdigt vand.

Desuden demonstrerede vi de potentielle anvendelser af kulsyreholdige vand-tværbundne hydrogeler i vævsteknologi og lægemiddellevering. Vi viste, at disse hydrogeler kunne understøtte væksten og differentieringen af ​​stamceller, og de kunne bruges til at levere lægemidler på en kontrolleret måde.

Sammenfattende viser vores undersøgelse potentialet af kulsyreholdigt vand som et nyt tværbindingsmiddel til at justere egenskaberne af hydrogeler til forskellige anvendelser. Denne tilgang tilbyder en enkel, biokompatibel og skalerbar metode til hydrogelproduktion, som kan føre til nye fremskridt inden for hydrogelbaserede teknologier.