Name: fabricating degradable thermoresponsive hydrogels on multiple length scales via reactive extrusion, microfluidics, self-assembly, and electrospinning
Uploaded: 2018-04-16T13:00:00
Duration: 12 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning at JoVE.

التمويل من العلوم الطبيعية والهندسة بحوث المجلس من كندا (مقدمة)، إنشاء مقدمة-برنامج العنوان نفسه (التصميم المتكامل لمصفوفات خارج الخلية)، 20/20: مقدمة شبكة البحوث الحيوية العيون، ووزارة أونتاريو للبحوث و من المسلم به البرنامج "المبكر الباحث جوائز" الابتكار.

<ol>
	<li>Heskins, M., Guillet, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+Properties+of+Poly(N-isopropylacrylamide).">Solution Properties of Poly(N-isopropylacrylamide).</a> J. Macromol. Sci. A. 2 (8), 1441-1455 (1968).</li><li>Lutz, J. -. F., Akdemir, &. #. 2. 1. 4. ;., Hoth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Point+by+Point+Comparison+of+Two+Thermosensitive+Polymers+Exhibiting+a+Similar+LCST:+Is+the+Age+of+Poly(NIPAM)+Over.">Point by Point Comparison of Two Thermosensitive Polymers Exhibiting a Similar LCST: Is the Age of Poly(NIPAM) Over.</a> J. Am. Chem. Soc. 128 (40), 13046-13047 (2006).</li><li>Pelton, R. H., Chibante, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Aqueous+Lattices+with+N-Isopropylacrylamide.">Preparation of Aqueous Lattices with N-Isopropylacrylamide.</a> Colloids Surf. 20 (3), 247-256 (1986).</li><li>Palasis, M., Gehrke, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeability+of+Responsive+Poly(N-Isopropylacrylamide)+Gel+to+Solutes.">Permeability of Responsive Poly(N-Isopropylacrylamide) Gel to Solutes.</a> J. Controlled Release. 18 (1), 1-11 (1992).</li><li>Kawaguchi, H., Fujimoto, K., Mizuhara, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogel+Microspheres+.3.+Temperature-Dependent+Adsorption+of+Proteins+on+Poly-N-Isopropylacrylamide+Hydrogel+Microspheres.">Hydrogel Microspheres .3. Temperature-Dependent Adsorption of Proteins on Poly-N-Isopropylacrylamide Hydrogel Microspheres.</a> Colloid Polym. Sci. 270 (1), 53-57 (1992).</li><li>Okuyama, Y., Yoshida, R., Sakai, K., Okano, T., Sakurai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swelling+Controlled+Zero-Order+and+Sigmoidal+Drug-Release+from+Thermoresponsive+Poly(N-Isopropylacrylamide-Co-Butyl+Methacrylate)+Hydrogel.">Swelling Controlled Zero-Order and Sigmoidal Drug-Release from Thermoresponsive Poly(N-Isopropylacrylamide-Co-Butyl Methacrylate) Hydrogel.</a> J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 4 (5), 545-556 (1993).</li><li>Snowden, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+Poly(N-Isopropylacrylamide)+Lattices+as+Novel+Release+Systems.">The Use of Poly(N-Isopropylacrylamide) Lattices as Novel Release Systems.</a> J. Chem. Soc. - Chem. Comm. (11), 803-804 (1992).</li><li>Haraguchi, K., Takehisa, T., Ebato, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+cell+cultivation+and+cell+sheet+detachment+on+the+surface+of+polymer/clay+nanocomposite+hydrogels.">Control of cell cultivation and cell sheet detachment on the surface of polymer/clay nanocomposite hydrogels.</a> Biomacromolecules. 7 (11), 3267-3275 (2006).</li><li>Lee, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initiated+chemical+vapor+deposition+of+thermoresponsive+poly(N-vinylcaprolactam)+thin+films+for+cell+sheet+engineering.">Initiated chemical vapor deposition of thermoresponsive poly(N-vinylcaprolactam) thin films for cell sheet engineering.</a> Acta Biomater. 9 (8), 7691-7698 (2013).</li><li>Cole, M. A., Voelcker, N. H., Thissen, H., Griesser, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-responsive+interfaces+and+systems+for+the+control+of+protein-surface+and+cell-surface+interactions.">Stimuli-responsive interfaces and systems for the control of protein-surface and cell-surface interactions.</a> Biomaterials. 30 (9), 1827-1850 (2009).</li><li>Feil, H., Bae, Y. H., Feijen, J., Kim, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Separation+by+Thermosensitive+Hydrogel+Membranes.">Molecular Separation by Thermosensitive Hydrogel Membranes.</a> J. Membrane Sci. 64 (3), 283-294 (1991).</li><li>Kim, J., Park, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smart+hydrogels+for+bioseparation.">Smart hydrogels for bioseparation.</a> Bioseparation. 7 (4-5), 177-184 (1998).</li><li>Yamashita, K., Nishimura, T., Nango, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+IPN-type+stimuli+responsive+heavy-metal-ion+adsorbent+gel.">Preparation of IPN-type stimuli responsive heavy-metal-ion adsorbent gel.</a> Polym. Adv. Tech. 14 (3-5), 189-194 (2003).</li><li>Ziolkowski, B., Czugala, M., Diamond, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrating+stimulus+responsive+materials+and+microfluidics:+The+key+to+next-generation+chemical+sensors.">Integrating stimulus responsive materials and microfluidics: The key to next-generation chemical sensors.</a> J. Intelligent Mater. Syst. Struct. 24 (18), 2221-2238 (2013).</li><li>Zhang, Y., Kato, S., Anazawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+flap-type+hydrogel+actuator+with+fast+responses+to+temperature.">A flap-type hydrogel actuator with fast responses to temperature.</a> Smart Mater. Struct. 16 (6), 2175-2182 (2007).</li><li>Suzuki, D., Taniguchi, H., Yoshida, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autonomously+Oscillating+Viscosity+in+Microgel+Dispersions.">Autonomously Oscillating Viscosity in Microgel Dispersions.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (34), 12058-12059 (2009).</li><li>Schild, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(N-isopropylacrylamide):+Experiment,+Theory+and+Application.">Poly(N-isopropylacrylamide): Experiment, Theory and Application.</a> Prog. Polym. Sci. 17, 163-249 (1992).</li><li>Oh, J. K., Min, K., Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+poly+(oligo+(ethylene+glycol)+monomethyl+ether+methacrylate)+by+homogeneous+aqueous+AGET+ATRP.">Preparation of poly (oligo (ethylene glycol) monomethyl ether methacrylate) by homogeneous aqueous AGET ATRP.</a> Macromolecules. 39 (9), 3161-3167 (2006).</li><li>Vihola, H., Laukkanen, A., Tenhu, H., Hirvonen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+Release+Characteristics+of+Physically+Cross-Linked+Thermosensitive+Poly(N-vinylcaprolactam)+Hydrogel+Particles.">Drug Release Characteristics of Physically Cross-Linked Thermosensitive Poly(N-vinylcaprolactam) Hydrogel Particles.</a> J. Pharm. Sci. 97 (11), 4783-4793 (2008).</li><li>Zhang, L. F., Liang, Y., Meng, L. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermo-sensitive+amphiphilic+poly(N-vinylcaprolactam)+copolymers:+synthesis+and+solution+properties.">Thermo-sensitive amphiphilic poly(N-vinylcaprolactam) copolymers: synthesis and solution properties.</a> Polym. Adv. Tech. 21 (10), 720-725 (2010).</li><li>Smeets, N. M. B., Bakaic, E., Patenaude, M., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+and+tunable+poly(ethylene+glycol)+analogue+hydrogels+based+on+poly(oligoethylene+glycol+methacrylate).">Injectable and tunable poly(ethylene glycol) analogue hydrogels based on poly(oligoethylene glycol methacrylate).</a> Chem. Comm. 50 (25), 3306-3309 (2014).</li><li>Lutz, J. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymerization+of+oligo+(ethylene+glycol)(meth)+acrylates:+toward+new+generations+of+smart+biocompatible+materials.">Polymerization of oligo (ethylene glycol)(meth) acrylates: toward new generations of smart biocompatible materials.</a> J. Polym. Sci. A. 46 (11), 3459-3470 (2008).</li><li>Lutz, J. -. F., Hoth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Ideal+PEG+Analogues+with+a+Tunable+Thermosensitivity+by+Controlled+Radical+Copolymerization+of+2-(2-Methoxyethoxy)ethyl+Methacrylate+and+Oligo(ethylene+glycol)+Methacrylate.">Preparation of Ideal PEG Analogues with a Tunable Thermosensitivity by Controlled Radical Copolymerization of 2-(2-Methoxyethoxy)ethyl Methacrylate and Oligo(ethylene glycol) Methacrylate.</a> Macromolecules. 39 (2), 893-896 (2006).</li><li>Patenaude, M., Campbell, S., Kinio, D., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+Gelation+Time+and+Morphology+of+Injectable+Hydrogels+Using+Ketone-Hydrazide+Cross-Linking.">Tuning Gelation Time and Morphology of Injectable Hydrogels Using Ketone-Hydrazide Cross-Linking.</a> Biomacromolecules. 15 (3), 781-790 (2014).</li><li>Patenaude, M., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable,+Degradable+Thermoresponsive+Poly(N-isopropylacrylamide)+Hydrogels.">Injectable, Degradable Thermoresponsive Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogels.</a> ACS Macro Lett. 1 (3), 409-413 (2012).</li><li>Patenaude, M., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable,+Mixed+Natural-Synthetic+Polymer+Hydrogels+with+Modular+Properties.">Injectable, Mixed Natural-Synthetic Polymer Hydrogels with Modular Properties.</a> Biomacromolecules. 13 (2), 369-378 (2012).</li><li>Smeets, N. M. B., Bakaic, E., Patenaude, M., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+poly(oligoethylene+glycol+methacrylate)-based+hydrogels+with+tunable+phase+transition+behaviours:+Physicochemical+and+biological+responses.">Injectable poly(oligoethylene glycol methacrylate)-based hydrogels with tunable phase transition behaviours: Physicochemical and biological responses.</a> Acta Biomater. 10 (10), 4143-4155 (2014).</li><li>Sivakumaran, D., Mueller, E., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-Induced+Assembly+of+Monodisperse,+Covalently+Cross-Linked,+and+Degradable+Poly(N-isopropylacrylamide)+Microgels+Based+on+Oligomeric+Precursors.">Temperature-Induced Assembly of Monodisperse, Covalently Cross-Linked, and Degradable Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels Based on Oligomeric Precursors.</a> Langmuir. 31, 5767-5778 (2015).</li><li>Bakaic, E., Smeets, N. M. B., Dorrington, H., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term="Off-the-shelf"+thermoresponsive+hydrogel+design:+tuning+hydrogel+properties+by+mixing+precursor+polymers+with+different+lower-critical+solution+temperatures.">"Off-the-shelf" thermoresponsive hydrogel design: tuning hydrogel properties by mixing precursor polymers with different lower-critical solution temperatures.</a> RSC Adv. 5 (42), 33364-33376 (2015).</li><li>Bulpitt, P., Aeschlimann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+strategy+for+chemical+modification+of+hyaluronic+acid:+Preparation+of+functionalized+derivatives+and+their+use+in+the+formation+of+novel+biocompatible+hydrogels.">New strategy for chemical modification of hyaluronic acid: Preparation of functionalized derivatives and their use in the formation of novel biocompatible hydrogels.</a> J. Biomed. Mater. Res. 47 (2), 152-169 (1999).</li><li>Kesselman, L. R. B., Shinwary, S., Selvaganapathy, P. R., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Monodisperse,+Covalently+Cross-Linked,+Degradable+"Smart"+Microgels+Using+Microfluidics.">Synthesis of Monodisperse, Covalently Cross-Linked, Degradable "Smart" Microgels Using Microfluidics.</a> Small. 8 (7), 1092-1098 (2012).</li><li>Sivakumaran, D., Mueller, E., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+production+of+degradable+thermoresponsive+microgels+based+on+poly(N-isopropylacrylamide).">Microfluidic production of degradable thermoresponsive microgels based on poly(N-isopropylacrylamide).</a> Soft Matter. , (2016).</li><li>Xu, F., Sheardown, H., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+Electrospinning+of+Degradable+Poly(oligoethylene+glycol+methacrylate)-Based+Nanofibrous+Hydrogel+Networks.">Reactive Electrospinning of Degradable Poly(oligoethylene glycol methacrylate)-Based Nanofibrous Hydrogel Networks.</a> Chem. Comm. 52 (7), 1451-1454 (2016).</li><li>Troll, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+collapse+transition+of+poly(styrene-b-(N-isopropyl+acrylamide))+diblock+copolymers+in+aqueous+solution+and+in+thin+films.">The collapse transition of poly(styrene-b-(N-isopropyl acrylamide)) diblock copolymers in aqueous solution and in thin films.</a> Colloid Polym. Sci. 286 (8), 1079-1092 (2008).</li><li>Patenaude, M., Campbell, S., Kinio, D., Hoare, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+Gelation+Time+and+Morphology+of+Injectable+Hydrogels+Using+Ketone-Hydrazide+Cross-Linking.">Tuning Gelation Time and Morphology of Injectable Hydrogels Using Ketone-Hydrazide Cross-Linking.</a> Biomacromolecules. 15 (3), 781-790 (2014).</li><li>Kelly, T. A., Felder, M. S., Ollar, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducing+Apoptosis+in+a+Mammalian+Cell+by+Contacting+with+Paraffin+or+Agar.">Inducing Apoptosis in a Mammalian Cell by Contacting with Paraffin or Agar.</a> US Patent. , (2001).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

المواد الذكية وقد اجتذبت اهتماما كبيرا بسبب إمكاناتها لعكسها "بناء على الطلب" الردود على إشارات خارجية و/أو البيئية. مواد تستجيب لدرجة الحرارة وقد اجتذبت اهتماما خاصا بسبب سلوك بهم أقل من درجة الحرارة (لكست) الحل الحاسم، أسفر هطول الأمطار يحركها درجة الحرارة عند درجة حرارة T > لكست1،2. في سياق الهلاميات المائية ثيرموريسبونسيفي، ويتجلى هذا السلوك درجة الحرارة الحرجة حل أقل عكسها تورم/دو-سولنج الأحداث التي تؤدي إلى أحجام معظم الانضباطي درجة الحرارة (أكبر في T < لكست)3، وأحجام المسام (أكبر في تي < لكست)4، وخصائص السطح البيني (ماء أكثر في T < لكست)5. وهذه التحولات قد طبقت على نطاق واسع في إيصال الأدوية (للمخدرات الخارجية أو تريجيرابل بيئياً الإفراج عن4،،من67)، ثقافة الهندسة وخلايا الأنسجة (لالتصاق الخلايا ثيرموريفيرسيبلي/ تنسل الأطراف8،،من910)، فصل (مسامية الغشاء للتحويل وبيرميبيليتيس أو يدعم التشخيص حرارياً التدوير11،12، 13)، بمعالجة موائع جزيئية (لتشغيل-إيقاف صمامات تنظم تدفق14،15)، ومعدلات انسيابية (ل16من اللزوجة الانضباطي درجة الحرارة). الأكثر شيوعاً بالتحقيق ثيرموريسبونسيفي الهلاميات المائية تستند إلى17من poly(N-isopropylacrylamide) (بنيبام)، على الرغم من أن العمل الكبير (وزيادة) كما أجريت في بولي (ميتاكريليت غليكول أوليجوثيليني) (بوجما)2 ،18 و poly(vinylcaprolactam) (بفكل)19،20. جذبت بوجما خاصة الأخيرة الاهتمام به21،المتوقعة تحسين توافق مع الحياة22وسلوكها لكست سهلة اللحن، في الخلائط التي يمكن التنبؤ بها خطيا من مونومرات مع أرقام مختلفة من أكسيد الإيثيلين وحدات تكرار في قيودهم الجانب يمكن أن يغير لكست من ~ 20 درجة مئوية إلى > 90 ° ج2،23. ومع ذلك، كل من هذه البوليمرات هو أعدها البلمرة الراديكالية الحرة وهكذا يحتوي العمود الفقري الكربون-كربون، إلى حد كبير مما يحد من فائدة محتملة وطواعية هذه البوليمرات في سياق التطبيقات الطبية الحيوية التي تدهور (أو على الأقل القدرة على إزالة الألغام من خلال الترشيح الكلوي) عادة ما يكون شرط.
استجابة لهذا القيد، ونحن قد أبلغت مؤخرا على نطاق واسع في تطبيق الكيمياء هيدرازوني (أي.، رد فعل بين المالئيك والبوليمرات قبل فونكتيوناليزيد ألدهيد) لإعداد نظائرها التحلل من ثيرموريسبونسيفي الهلاميات المائية24،25،،من2627،،من2829. رد الفعل السريع وعكسها بين المجموعات المالئيك والدهيد عند خلط البوليمرات السلائف فونكتيوناليزيد30 تمكن كلا جيليشن في الموقع (تمكين السطحية حقن هذه المواد دون الحاجة للعمليات الجراحية غرس أو أي نوع من التحفيز البلمرة خارجية مثل الأشعة فوق البنفسجية بدء الإشعاع أو المواد الكيميائية) فضلا عن تدهور الشبكة بمعدل تسيطر عليها الكيمياء وكثافة المواقع crosslinking هيدروليكي. وعلاوة على ذلك، بالمحافظة على الوزن الجزيئي للبوليمرات السابقة المستخدمة لتحضير الهلاميات المائية أقل من حد الترشيح الكلوي، الهلاميات المائية باستخدام هذا النهج تتحلل مرة أخرى إلى البوليمرات oligomeric السلائف التي يمكن إزالتها من الجسم25 ،،من2728. ويوفر هذا النهج مقترنة بانخفاض سيتوتوكسيسيتي واستجابة الأنسجة الملتهبة المنخفضة الناجمة عن هذه المواد25،،من2627، أسلوب قابل للنقل المحتمل لاستخدام ثيرموريسبونسيفي يمكن أن تكون ملفقة الهلاميات المائية الذكية في الطب، ولا سيما إذا كان جيدا التي تسيطر عليها نظائرها القابلة للتحلل من هذا القبيل الهلاميات المائية على طول كل المقاييس (السائبة والجزئي ونانو).
في هذا البروتوكول، يصف لنا طرق لجعل البوليمرات الاصطناعية ثيرموريسبونسيفي قبل فونكتيوناليزيد مع الأرقام التي تسيطر عليها من المالئيك ومجموعات ألدهيد، فضلا عن أساليب لتطبيق هذه البوليمرات لإنشاء الهلاميات المائية ذات أبعاد محددة تحديداً جيدا على جداول طول مختلف. على وجه الخصوص، يصف هذه المخطوطة أربعة نهج متميز نحن قد وضعت للتحكم في خلط المالئيك رد الفعل والبوليمرات قبل فونكتيوناليزيد ألدهيد وهكذا إنشاء الشبكات المائية ثيرموريسبونسيفي مع الهندسات محددة تحديداً جيدا و مورفولوجيس:
لإنشاء الهلاميات المائية القابلة للتحلل الأكبر مع أحجام محددة، يتم وصف استراتيجية قولبة التي يتم تحميلها البوليمرات قبل رد الفعل في برميل منفصلة لحقنه مزدوجة الماسورة مزودة المخرج في خلاط ثابت وبعد ذلك شاركت مقذوف في قالب سيليكون مع المائية المرجوة الشكل وأبعاد21،27 (الشكل 1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig1.jpg"> الشكل 1 : التخطيطي لتشكيل المائية الأكبر. المالئيك وحلول البوليمر فونكتيوناليزيد ألدهيد (في المياه أو المخزن المؤقت مائي) يتم تحميلها في برميل منفصلة لحقنه برميل مزدوجة وثم مقذوف المشترك من خلال خلاط ثابتة في قالب سيليكون أسطوانية. السريع في الموقع جيليشن عند خلط نماذج المائية كروسلينكيد هيدرازوني، وهو الدائمة الحرة (بمجرد إزالة العفن) في غضون ثوان إلى دقائق اعتماداً على كثافة التركز والمجموعة الوظيفية للبوليمرات السلائف. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
لخلق الجسيمات جل التحلل بمقياس ميكرون، يتم وصف أسلوب رد الفعل ميكروفلويديكس في السلائف التي حلول البوليمر في نفس الوقت مختلطة ومستحلب باستخدام تصميم رقاقة موائع جزيئية الطباعة حجرية templated لينة، وتمكن في وقت لاحق أن جل تشكيل قطرات المختلطة البوليمر القائم على رد الفعل في الموقع بشكل جل المجهرية الدقيقة مع أحجام القوالب قبل31،مستحلب (الشكل 2)32.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig2.jpg"> الشكل 2 : التخطيطي لتشكيل يمثل جل عن طريق رد الفعل ميكروفلويديكس. (أ، ب) المالئيك وحلول البوليمر فونكتيوناليزيد ألدهيد (في المياه أو المخزن المؤقت مائي) تتغذى بمضخة الحقن في خزانات منفصلة متصلة المصب عبر سلسلة التعرج من قنوات مصممة لإنشاء تدرج ضغط منع الدفق. ثم تمتزج قبل يجري المنفصمة بزيت البارافين المتدفقة من كلا الجانبين (مدفوعة أيضا بمضخة الحقن) البوليمرات والقسري من خلال فوهة، نتج عنه تركز تدفق الإنتاج من مائي قطرات (حل البوليمر) في مرحلة زيت بارافين مستمر (انظر (ب) مثالاً على عملية تشكيل الحبرية ومنطقة فوهة). تتمركز مداخل زيت بارافين اثنين إضافية بعد الفوهة إلى أخرى منفصلة القطرات في القناة جمع للسماح جيلاتيون كاملة قبل إزالة الجسيمات من الاندفاق الصفحي، بعدها ميكروبارتيكولاتي الناجمة عن ذلك والهلام جمعت في كوب المقلبة مغناطيسيا؛ (ج) صورة لعملية توليد الحبرية في الفوهة (لاحظ أن البوليمر المالئيك يسمى اللون الأزرق لتوضيح خلط)
لإنشاء جسيمات جل القابلة للتحلل في النانو، مدفوعة حرارياً رد الفعل التجميع الذاتي هو وصف الأسلوب الذي يتم تسخين حل واحد للبوليمرات السلائف رد الفعل (البوليمر "البذور") أعلاه، لكست نانواجريجاتي مستقرة هو تشكيل وبعد ذلك كروسلينكيد بإضافة البوليمر السلائف رد الفعل التكميلية (البوليمر "كروسلينكينج")؛ نانوجيل كروسلينكيد هيدرازوني الناتج يحتوي على حجم القوالب مباشرة عن طريق نانواجريجاتي (الشكل 3)28.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig3v2.jpg"> الشكل 3 : التخطيطي لتشكيل نانوجيل عبر يحركها حرارياً رد الفعل التجميع الذاتي. يتم تسخينها محلول مائي يحتوي على البوليمر فونكتيوناليزيد المالئيك (ثيرموريسبونسيفي) أعلاه في انخفاض درجة الحرارة الحل الحاسم لإنشاء نانواجريجاتي أونكروسلينكيد مستقرة. بعد، بوليمر فونكتيوناليزيد ألدهيد إضافة إلى التشعب نانواجريجاتي عن طريق تشكيل السندات هيدرازوني وبالتالي استقرار الجسيمات نانوجيل عند التبريد دون لكست. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig3v2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
لإنشاء النانو القابلة للتحلل، ويرد وصف أسلوب رد الفعل اليكتروسبينينج التي أرفقت حقنه برميل مزدوجة مجهزة خلاط ثابت في منفذ لها (كما تستخدم في صنع معظم الهلاميات المائية) إلى منصة اليكتروسبينينج قياسية (الرقم 4 )33.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig4.jpg"> الشكل 4 : التخطيطي لتشكيل nanofiber المائية عن طريق رد الفعل اليكتروسبينينج. شنت حقنه برميل مزدوجة مع خلاط ثابت (تحميل كما هو موضح لجل الهلاميات المائية ولكن أيضا بما في ذلك جزء poly(ethylene oxide) عالية الوزن الجزيئي للمساعدة اليكتروسبينينج) على مضخة الحقن، مع الإبرة في نهاية المحاقن متصل لإمدادات طاقة عالية جهد. كروسلينكينج هيدرازوني يحدث أثناء الغزل العملية حيث عندما يضرب التيار جامع (رقائق الألومنيوم أو قرص ألومنيوم الدورية) مورفولوجية نانوفيبروس هو المحافظة على الألياف. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
تطبيق هذه الأساليب لإنشاء الشبكات المائية الذكية القابلة للتحلل ويتجلى في هذا البروتوكول باستخدام بنيبام أو بوجما البوليمر للفائدة؛ بيد النهج الأساسية التي وصفت يمكن ترجمتها إلى أي البوليمر للذوبان في الماء، أن كان ذلك مع إجراء التعديلات الملائمة للزوجة و (في ما يتعلق التجميع الذاتي نانوجيل تلفيق الأسلوب) استقرار البوليمر قبل تشكيل البذور نانواجريجاتي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1525px;" width="1525">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Chemicals</td>
			<td style="width:268px;"></td>
			<td style="width:287px;"></td>
			<td style="width:477px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">2,2 - azobisisobutryic acid dimethyl ester</td>
			<td style="width:268px;">Wako Chemicals</td>
			<td style="width:287px;">101138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Di(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (M(EO)2MA)</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">447927</td>
			<td>188.2 g/mol, n=2 ethylene oxide repeat units</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Oligo (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA475)</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">447943</td>
			<td>475 g/mol, n=8-9 ethylene oxide repeat units</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Acrylic acid (AA), 99%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">147230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Thioglycolic acid (TGA), 98%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">T3758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Dioxane, 99%</td>
			<td style="width:268px;">Caledon Labs</td>
			<td style="width:287px;">360481</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Nitrogen, UHP grade</td>
			<td style="width:268px;">Air Liquide</td>
			<td style="width:287px;">Alphagaz1 765A-44</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Adipic acid dihydrazide (ADH), 98%</td>
			<td style="width:268px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:287px;">A15119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">N&#39;-ethyl-N-(3- dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC, x%)</td>
			<td style="width:268px;">Carbosynth</td>
			<td style="width:287px;">FD05800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Hydrochloric acid (HCl), 37%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">320331</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Sodium hydroxide (NaOH), 97%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">221465</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Aminoacetyl aldehyde dimethyl acetal, 99%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">121967</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">4-Hydroxy-TEMPO, 97%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">176141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Methacryloyl chloride,97x%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">523216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Petroleum ether, 95%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">32047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Magnesium sulfate, 99.5%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">M7506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">tert-Butyl methyl ether, &#62;99.0%</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">443808</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:268px;">BioShop</td>
			<td style="width:287px;">PBS405.1</td>
			<td>1x, pH 7.3-7.5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">N-isopropylacrylamide, 99%</td>
			<td style="width:268px;">J&#38;K Scientific</td>
			<td style="width:287px;">258717</td>
			<td>Recrystallized from 60% hexanes/40% toluene</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Ethanol, anhydrous</td>
			<td style="width:268px;">Commerical Alchols</td>
			<td style="width:287px;">P016EAAN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Span 80</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">S6760</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Heavy paraffin oil</td>
			<td style="width:268px;">Caledon Labs</td>
			<td style="width:287px;">1326197</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Pentane, reagent grade</td>
			<td style="width:268px;">Caledon Labs</td>
			<td style="width:287px;">1/10/7800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Poly (ethylene oxide) average Mv 600,000</td>
			<td style="width:268px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:287px;">182028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Supplies essential for synthesis and hydrogel fabrication</td>
			<td style="width:268px;"></td>
			<td style="width:287px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Rotary evaporator</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td style="width:287px;">G3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Dialysis tubing (3500 Da molecular weight cut-off)</td>
			<td>Spectrum Labs</td>
			<td style="width:287px;">28170-166</td>
			<td>Vol/length= 6.4mL/cm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Double barrel syringe</td>
			<td style="width:268px;">Medmix</td>
			<td style="width:287px;">L series</td>
			<td>L series, 2.5 mL, 1:1 volume ratio</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Static mixer</td>
			<td style="width:268px;">Medmix</td>
			<td style="width:287px;">L series</td>
			<td>L series, 2.5 mL, 1:1 volume ratio, 1.5&#34; length</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Silicone rubber sheet, 1/16&#34; thickness</td>
			<td style="width:268px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:287px;">9010K12, 30A Durometer (Super Soft)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Syringe pump</td>
			<td style="width:268px;">KD Scientific</td>
			<td>KDS Legato 200</td>
			<td>Infuse Only Dual Syringe Pump</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">High voltage power supply</td>
			<td style="width:268px;">Spellman</td>
			<td style="width:287px;">230-20R</td>
			<td>0 to 20 kV</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Microfluidic Chip Fabrication</td>
			<td style="width:268px;"></td>
			<td style="width:287px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Silicon wafer</td>
			<td style="width:268px;">University Wafer</td>
			<td style="width:287px;">2080</td>
			<td>D = 76.2 mm; 380 &#181;m thickness; P-doped; &#60;100&#62; orientation&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">SU-8 100</td>
			<td style="width:268px;">MicroChem</td>
			<td style="width:287px;">Y131273</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">SU-8 Developer</td>
			<td style="width:268px;">MicroChem</td>
			<td style="width:287px;">Y020100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Custom 2.5&#34; spincoater</td>
			<td style="width:268px;">Built in-house</td>
			<td style="width:287px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Mask Aligner</td>
			<td style="width:268px;">KARL SUSS</td>
			<td style="width:287px;">MJB3 UV400 (with a 276 W lamp)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Masterflex L/S 13 Silicone Tubing</td>
			<td style="width:268px;">Cole Parmer</td>
			<td>OF-96400-13</td>
			<td>Peroxide-cured</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dow Corning Sygard 184 Silicone Elastomer Base&#160;</td>
			<td>Ellsworth Adhesives</td>
			<td style="width:287px;">4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dow Corning Sygard 184 Silicone Elastomer Curing Agent&#160;</td>
			<td>Ellsworth Adhesives</td>
			<td style="width:287px;">4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">High Power Plasma Cleaner&#160;</td>
			<td style="width:268px;">Harrick</td>
			<td style="width:287px;">PDC-002-HP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Characterization Instruments</td>
			<td style="width:268px;"></td>
			<td style="width:287px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Mach 1 micromechanical tester</td>
			<td style="width:268px;">Biomomentum</td>
			<td style="width:287px;">LB007-EN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Cellstar tissue culture 12 well plate</td>
			<td style="width:268px;">Greiner Bio-one</td>
			<td style="width:287px;">665 180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Cell culture insert for 12 well plate</td>
			<td style="width:268px;">Corning</td>
			<td style="width:287px;">08-771-12</td>
			<td>8 &#181;m pore size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Optical microscope</td>
			<td>Olympus BX51 optical microscope</td>
			<td style="width:287px;">BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Temperature-controlled microscope stage</td>
			<td>Linkam Scientific</td>
			<td style="width:287px;">THMS600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Gel permeation chromatograph (GPC)</td>
			<td style="width:268px;">Waters</td>
			<td style="width:287px;">590 HPLC Pump</td>
			<td>Waters Styragel columns (HR2, HR3, HR4; 30 cm x 7.8 mm (ID); 5 mm particles), Waters 410 refractive index detector</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Dynamic light scattering (DLS)</td>
			<td>Brookhaven</td>
			<td style="width:287px;">90Plus Particle Size Analyzer</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Transmission electron microscopy (TEM)</td>
			<td>TEMSCAN</td>
			<td style="width:287px;">JEOL 1200EX</td>
			<td>Accelerating voltage 100 kV</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Scanning electron microscopy (SEM)</td>
			<td style="width:268px;">Tescan</td>
			<td style="width:287px;">Vega II LSU</td>
			<td>Accelerating voltage 10 kV</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:493px;">Microsquisher</td>
			<td style="width:268px;">CellScale Biomaterials Testing</td>
			<td style="width:287px;">MS-50M-01</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabricating degradable thermoresponsive hydrogels on multiple length scales via reactive extrusion, microfluidics, self-assembly, and electrospinning

بينما تم استكشاف مختلف المواد الذكية لمجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية الحيوية (مثلاً، إيصال الأدوية، وهندسة الأنسجة، بيويماجينج، إلخ.)، على الاستخدام السريري في نهاية المطاف قد أعاق انعدام الصلة بيولوجيا التدهور التي لوحظت بالنسبة للمواد الأكثر الذكية. وهذا صحيح بصفة خاصة لتستجيب لدرجة الحرارة الهلاميات المائية، التي تقوم تقريبا موحد على البوليمرات التي غير القابلة للتحلل وظيفيا (مثلاً، poly(N-isopropylacrylamide) (بنيبام) أو بولي (ميتاكريليت غليكول أوليجوثيليني) (بوجما) ). على هذا النحو، لفعالية ترجمة إمكانات الهلاميات المائية ثيرموريسبونسيفي لتحديات إيصال الأدوية بالتحكم عن بعد أو تنظم الأيض، خلية السقالات مع الانضباطي الخلية-مواد التفاعلات، المواد ثيرانوستيك مع إمكانات لتصوير وإيصال الأدوية، وغيرها من مثل هذه التطبيقات، مطلوب أسلوب تقديم الهلاميات المائية (إذا كان غير القابلة للتحلل الكامل) على الأقل قادرة على إزالة الكلي بعد عمر المواد المطلوبة. تحقيقا لهذه الغاية، يصف هذا البروتوكول إعداد الهلاميات المائية القابلة للتحلل هيدروليكيا هيدرازوني-كروسلينكيد على عدة جداول طول استناداً إلى التفاعل بين المالئيك وفونكتيوناليزيد ألدهيد ليغومرات بنيبام أو بوجما مع الجزيئية أوزان أقل من حد الترشيح الكلوي. على وجه التحديد، الأساليب اختﻻق ثيرموريسبونسيفي القابلة للتحلل الأكبر الهلاميات المائية (باستخدام أسلوب الحقن برميل مزدوجة)، الجزيئات المائية (في كل عبارة استخدام منصة ميكروفلويديكس تيسير خلط المتزامنة و استحلاب البوليمرات السلائف والنانو من خلال استخدام مدفوعة حرارياً التجميع الذاتي والعابرة للربط أسلوب)، ويرد وصف النانو المائية (باستخدام استراتيجية اليكتروسبينينج رد الفعل). في كل حالة، الهلاميات المائية مع خصائص المراعية لدرجة الحرارة مماثلة لتلك التي تحققت عن طريق الراديكالية الحرة التقليدية العابرة لعمليات الربط يمكن أن يتحقق، ولكن يمكن أن يتحلل بالشبكة هيدرازوني cross-linked على مر الزمن لإعادة تشكيل أوليجوميريك البوليمرات السلائف وإزالة تمكين. على هذا النحو، ونحن نتوقع ستمكن هذه الطرق (والذي قد يكون تطبيقها عموما على أي الاصطناعية البوليمر للذوبان في الماء، وليس مجرد الذكية المواد) الترجمة أسهل من المواد الاصطناعية الذكية للتطبيقات السريرية.

الهلاميات المائية السائبة مقذوف من حقنه برميل مزدوجة في قالب سيليكون مطابقة لإبعاد العفن وأصبح قائما على إزالة العفن؛ عادة ما يحدث جيليشن ثانية إلى دقائق قذف المشارك التالي اعتماداً على السلائف البوليمر المستخدمة. وصف نموذجي عبر تورم (تقاس باستخدام إدراج ثقافة خلية جرافيميتريكالي لإزالة المائية سهولة من حل تورم)، ثيرموريسبونسيفيتي (تقاس باستخدام نفس الأسلوب ولكن ركوب الدراجات درجة حرارة الحضانة المذكورة أعلاه و أدناه مرحلة انتقال درجة الحرارة)، يوضح تدهور (المقاسة باستخدام نفس الأسلوب لكن على مدى فترات زمنية أطول)، والقص أو معامل ضاغطة (تقاس باستخدام عينات القطر مصبوب سميكة ومم 7 مم 2) ألواح المائية الاستجابات تبعاً لكيمياء البوليمر السلائف (على وجه التحديد، بوجما، نسبة قصيرة إلى سلسلة طويلة أويجما مونومرات المستخدمة لإعداد المائية)، الكسر الخلد من المجموعات الوظيفية في البوليمرات السلائف، وتركيز تلك السلائف البوليمرات (الشكل 5)27.
ميكروفلويديكس يؤدي إلى تشكيل المعالم جل المجهرية الدقيقة بمقياس حجم من 25-100 ميكرومتر، مع حجم يمكن السيطرة عليها على أساس معدلات تدفق النفط و/أو على مراحل (الشكل 6A) البوليمر مائي المجمعة31. المجهر الضوئي المرحلة الساخنة يؤكد أن المجهرية الدقيقة جل الحفاظ على طبيعة الهلاميات المائية الجزء الأكبر، عرض عكسها تعتمد على درجة حرارة التورم-ديسويلينج مع فقط التباطؤ طفيف في دورة 1 (تعزى إلى ثيرموريسبونسيفي تشكيل لا رجعة فيه الهيدروجين السندات بين مجموعات أميد المجاورة في دولة منهارة34) يتفق مع ما لوحظ في معظم بنيبام الهلاميات المائية (الشكل 6B)32. وعلاوة على ذلك، المجهرية الدقيقة جل تتحلل إلى سلائفها oligomeric مع مرور الوقت، تمكن إزالة الكلوي (الشكل 6)32.
التجميع الذاتي بدافع نانواجريجاتيون من البوليمر بنيبام فونكتيوناليزيد المالئيك في حل ساخنة تليها crosslinking مع بنيبام فونكتيوناليزيد ألدهيد البوليمر يؤدي إلى درجة عالية من مونوديسبيرسي نانوجيلس (polydispersity < 0.1) على حجم مجموعة من 180-300 نانومتر، تبعاً لظروف العملية المستخدمة (الشكل 7أ)28. الاحتفاظ نانوجيلس سلوك نموذجي ثيرموريسبونسيفي نانوجيلس بنيبام كروسلينكيد الجذور الحرة التقليدية، بدرجات أقل من ديسويلينج الحرارية ولاحظ حيث تمت إضافة البوليمر أكثر العابرة للربط (الشكل 7ب). نانوجيلس يمكن المجففة بالتبريد وريديسبيرسيد دون حدوث تغيير في حجم الجسيمات (الشكل 7ج) وتتحلل مع مرور الوقت عن طريق التحلل المائي لإعادة تشكيل السلائف oligomeric البوليمرات المستخدمة في صياغة نانوجيلس (الشكل 7د).
اليكتروسبينينج رد الفعل يخلق نانوفيبروس المائية الهيكل (8 الشكلA)، مع أقطار nanofiber حدود ~ 300 نانومتر يمكن تحقيقها دون جسيمات اليكتروسبرايد مرئية عرض33. عازل النانو بوجما القائم في المياه يؤدي إلى ترطيب السريع (تقريبا اثنان أوامر من حجم أسرع من تحقيقه مع هلام الجزء الأكبر من تكوين نفسه، الرقم 8ب) ولكن يحافظ مورفولوجية نانوفيبروس أكثر من 8-10 أسابيع قبل هيدروليكي تدهور في الظروف الفسيولوجية؛ ويلاحظ تدهور أسرع في بيئات حفزت حمض، كما هو متوقع نظراً لاحتمال تدهور السندات حفزت حمض هيدرازوني (الشكل 8ج). هياكل نانوفيبروس أيضا قوي ميكانيكية في كلا من الدول الجافة وتورم خلال دورات متعددة، مما يتيح سهولة التعامل وتكرار إجهاد (الشكل 8د).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig5v2.jpg"> الشكل 5 : معظم خصائص في الموقع-التبلور الهلاميات المائية القابلة للتحلل ثيرموريسبونسيفي. (A) الممثل بوجما هلام المجهرية الشبكة والصور المائية الأكبر مع أوقات جيليشن المقابلة كدالة للإدراج % الخلد أويجما475 في البوليمرات السلائف؛ (ب-ج) معامل التخزين من بو100 الهلاميات المائية بتركيز البوليمر السلائف (ب) متفاوتة و (ج) الخلد % إدراج المجموعة الوظيفية الواحدة والبوليمر السلائف؛ (د-و) الخصائص الفيزيائية بوجما الهلاميات المائية كدالة أويجما475 الخلد % التأسيس: (د) تخزين معامل التحويل (ه) تدهور الشخصية في 1 M HCl، ودرجة حرارة مرحلة التحول حجم (و) استجابة لدرجة الحرارة تغيير على المدى 20-60 درجة مئوية. كافة أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري ل n = 4 قياسات نسخ متماثل. مقتبس من مرجع27 بإذن من السفير. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig5v2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig6.jpg"> الرقم 6 : الخصائص المجهرية الدقيقة جل التحلل من رد الفعل ميكروفلويديكس. (أ) تأثير معدل تدفق زيت البارافين على هلام (المنقي) يمثل الحجم في المياه؛ (ب) ثيرموريسبونسيفيتي لجل المنقي المجهرية الدقيقة في المياه بعد دورة حرارية واحدة فوق وتحت درجة حرارة التخزين المرحلة الانتقالية؛ التقييم (ج) البصرية (الصور) وهلام تخلل اللوني آثار (الرسم البياني) تؤكد تدهور جل المجهرية الدقيقة وإعادتها إلى مكوناتها البوليمر السلائف (هنا، في 1 M HCl تيسيرا للتدهور المتسارع في مقياس الوقت لتصوير)؛ شريط المقياس = 100 ميكرومتر. مواءمة من مرجع32. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig6large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig7v2.jpg"> الشكل 7 : خصائص نانوجيلس القابلة للتحلل من رد الفعل التجميع الذاتي. (A) توزيع حجم الجسيمات من نانوجيلس على استعداد مع مختلف ألدهيد: المالئيك البوليمر نسب الشامل من تشتت الضوء الحيوي (داخلي: صورة مجهرية إلكترون انتقال يؤكد طبيعة الكروية نانوجيلس)؛ (ب) ثيرموسينسيتيفيتي الذاتي تجميعها الجسيمات كدالة لنسبة الشامل بين ألدهيد: المالئيك البوليمر المستخدمة لإعداد نانوجيلس (من تشتت الضوء الحيوي)، مع أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري ل n = replicates 4؛ (ج) Visual تأكيد عدم التجميع نانوجيل ما قبل وما بعد ليوفيليزيشن؛ (د) visual تأكيد تدهور حفزت حمض نانوجيلس (هنا في 1 M HCl للاتساق مع غيرها من الدراسات المذكورة أعلاه)؛ (ﻫ (هلام تخلل آثار اللوني لمنتجات التحلل نانوجيل مما يدل على تشابه المالئيك والبوليمرات فونكتيوناليزيد ألدهيد السلائف. تكييف بإذن من المرجع28. حقوق الطبع والنشر عام 2015، جمعية الكيميائيين الأمريكية. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig7v2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig8v2.jpg"> الشكل 8 : خصائص النانو التحلل من رد الفعل اليكتروسبينينج. (أ) فحص المجهر الإلكتروني صوراً للنانو في الجافة الدولة (إلى اليسار)، نصف مغموسة في الماء (فيلم الأوسط، رقيقة)، وتماماً غارقة في المياه بين عشية وضحاها (سقالة الحق، سميكة)؛ (ب) تورم نانوفيبروس المائية (أحمر) بالنسبة إلى المائية الجزء الأكبر (أزرق) لتكوين نفس، مع أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري ل n = 4 replicates؛ (ج) المسح (داخلي) والمجهر الإلكتروني الصور المرئية تتبع تدهور حمض حفزت النانو في 1 M HCl؛ (د) الشد ركوب الدراجات من الجاف (دورات 80، 20% استطالة/دورة) وتورم (دورات 325، 10% استطالة/دورة في برنامج تلفزيوني 10 ملم) اليكتروسبون نانوفيبروس الهلاميات المائية. الرقم معدلة من مرجع33 واستنساخها بإذن من "المجتمع الملكي للكيمياء". <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig8v2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning at JoVE.

Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning

ويرد وصف البروتوكولات لتلفيق الهلاميات المائية القابلة للتحلل ثيرموريسبونسيفي استناداً إلى هيدرازوني العابرة للربط من ليغومرات البوليمرية في الحجم الأكبر، microscale، والنانو، وهذا الأخير لإعداد جسيمات نانوية جل والنانو.

اختﻻق الهلاميات المائية ثيرموريسبونسيفي القابلة للتحلل في جداول طول متعددة عن طريق رد الفعل البثق، ميكروفلويديكس، التجميع الذاتي، واليكتروسبينينج

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Electrospinning Fundamentals: Optimizing Solution and Apparatus Parameters

Electrospinning أساسيات : الحل الأمثل ومعلمات جهاز

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. ...

Directed Cellular Self-Assembly to Fabricate Cell-Derived Tissue Rings for Biomechanical Analysis and Tissue Engineering

توجه الخلوي الذاتي الجمعية الى افتعال خواتم نسيج الخلايا المستمدة من النشاط الحيوي لتحليل وهندسة الأنسجة

Each year, hundreds of thousands of patients undergo coronary artery bypass surgery in the United States.1 Approximately one third of these patients do ...

Solid-phase Submonomer Synthesis of Peptoid Polymers and their Self-Assembly into Highly-Ordered Nanosheets

الصلبة مرحلة تجميع Submonomer من البوليمرات Peptoid واحترامهن الجمعية ، في الارتحال التي تأمر Nanosheets

Peptoids are a novel class of biomimetic, non-natural, sequence-specific heteropolymers that resist proteolysis, exhibit potent biological activity, and ...

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

افتعال فائقة الكره المواد البوليمرية للتطبيقات الطبية الحيوية

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

Preparation of Thermoresponsive Nanostructured Surfaces for Tissue Engineering

إعداد Thermoresponsive ذات البنية النانومترية السطوح للهندسة الأنسجة

Thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm)-immobilized surfaces for controlling cell adhesion and detachment were fabricated by the ...

Fabricating Cotton Analytical Devices

افتعال القطن الأجهزة التحليلية

A robust, low-cost analytical device should be user-friendly, rapid, and affordable. Such devices should also be able to operate with scarce samples and ...

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

فيلم بثق<em&gt; كرنب abyssinica</em&gt; / القمح الغلوتين الأخلاط

Crambe abyssinica is a plant with potential for use in industrial (non-food) plant oil production. The side stream from this oil production is a ...

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

توليف Cationized Magnetoferritin للمغنطة فائقة السرعة من الخلايا

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

تلفيق من الآبار المخصصة [اغروس] لبذر الخلية والأنسجة خاتم التجميع الذاتي باستخدام قوالب طباعة 3D

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...

High-resolution Patterning Using Two Modes of Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand and Near-field Electrospinning

عالي الاستبانة الزخرفة باستخدام وسائط اثنين من جت اليكتروهيدروديناميك: انخفاض في الطلب والقريبة من حقل اليكتروسبينينج

Electrohydrodynamic (EHD) jet printing has drawn attention in various fields because it can be used as a high-resolution and low-cost direct patterning ...