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.

Финансирование от естественных наук и инженерных исследований Совет из Канады (СЕНТИ), создать Сенти-IDEM (интегрированный дизайн внеклеточной матрицы) программа, 20/20: СЕНТИ офтальмологический биоматериалов научно-исследовательская сеть и Онтарио Министерство исследований и Программа раннего исследователь награды инноваций признается.

<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>

Авторы не имеют ничего сообщать.

"Умные" материалы привлекли большое внимание из-за их потенциал для обратимых «по требованию» ответы на внешние и/или экологические сигналы. Температура отзывчивым материалы привлекли особый интерес из-за их ниже критические решения температуры (СМЕШЕНИЯ) поведения, что приводит к инициативе температуры осадков при температуре T > СМЕШЕНИЯ1,2. В контексте thermoresponsive гидрогелей, поведение температуры ниже критические решения проявляется реверсивные опухоль/де-swelling события, которые приводят в температуры перестраиваемый массовых размеров (больше при T < СМЕШЕНИЯ)3, порами размером (при T < СМЕШЕНИЯ)4и межфазного свойства (более гидрофильные, при T < СМЕШЕНИЯ)5. Такие переходы широко применялись в доставки лекарств (для внешних или экологически triggerable наркотиков релиз4,6,7), инженерные и клетки культуры ткани (для термореверсивные клеточной адгезии / расслоение8,9,10), цветоделения (для переключаемых мембраны пористости и значениями μ или термически переработке диагностических поддерживает11,12, 13), microfluidic процессов (для включения выключения клапаны регулирования потока14,15) и реологические модификаторы (для температуры перестраиваемый вязкости16). Наиболее часто расследование thermoresponsive, гидрогели на основе poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM)17, хотя значительные (и растущего) работа велась также по поли (oligoethylene гликоль метакрилат) (POEGMA)2 18 ,и poly(vinylcaprolactam) (PVCL)19,20. POEGMA вызвал особый интерес последних, учитывая его ожидаемого улучшения биосовместимость21,22и его поведение СМЕШЕНИЯ снисходительный мелодию, в которой линейно предсказуемые смеси мономеров с различным числом Этилена оксид повторения единиц в их боковых цепей может изменить СМЕШЕНИЯ с ~ 20 ° C до > 90 ° C2,23. Однако каждый из этих полимеров готовится методом радикальной полимеризации и таким образом содержит углерод углеродных позвоночник, значительно ограничивая потенциальную полезность и переводимости таких полимеров в контексте биомедицинских приложений, в котором деградации (или по крайней мере потенциала в области разминирования путем почечной фильтрации) обычно это требование.
В ответ на это ограничение, мы недавно сообщили подробно о применении гидразоны химии (т.е., реакции между гидразида и альдегид функционализированных полимеров предварительно) подготовить разложению аналогов thermoresponsive гидрогели24,25,26,27,,2829. Быстрое и обратимой реакции между гидразида и альдегидными группами после смешивания прекурсоров функционализированных полимеров30 позволяет как гелеобразования в situ (включение снисходительный инъекции этих материалов без необходимости хирургического Имплантация или любой тип внешних полимеризации стимула как УФ облучения или химическое инициирование) а также гидролизного деградации сети со скоростью, контролируемых химии и плотности сшивки сайтов. Кроме того поддерживая молекулярная масса предварительно полимеров, используемых для подготовки гидрогели ниже предела почечной фильтрации, гидрогели, сделанные с помощью этого подхода ухудшить обратно в олигомерных прекурсоров полимеров, которые могут быть очищены от тела25 ,27,28. В сочетании с низкой цитотоксичности и ответ низкой воспалительных тканей, вызванных эти материалы по25,,2627, этот подход обеспечивает потенциально переводимые метод для использования thermoresponsive смарт-гидрогелей в медицине, особенно если хорошо контролируемых разложению аналогов таких гидрогелей на всех масштабах длины (основная, микро и нано) могут быть сфабрикованы.
В этом протоколе мы описываем методы для изготовления синтетических thermoresponsive предварительно функционализированных с контролируемой числом гидразида и альдегидными группами а также методы для применения этих полимеров для создания гидрогели с четко определенными размерами на полимеры различные длины шкалы. В частности, эта рукопись описывает четыре различные подходы, мы разработали для управления смешивания реактивной гидразида и альдегид функционализированных полимеров до и таким образом создать thermoresponsive гидрогеля сетей с четкой геометрии и морфологии:
Для создания разложению массовых гидрогели с определенными размерами, стратегия шаблонов описано в которой предварительно полимеров загружаются в отдельный баррелей двойной баррель шприц на его выходе с статический смеситель и впоследствии коэкструдированные в силиконовые формы с желаемой гидрогеля форма и размеры21,27 (рис. 1).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig1.jpg"> Рисунок 1 : Схема формирования массовых гидрогеля. Гидразида и решения альдегид функционализированных полимеров (в воде или водный буфера) загружаются в отдельный баррелей двойным стволом шприца и затем коэкструдированные через статический смеситель в цилиндрических силиконовые формы. Быстрый в situ гелеобразования после смешивания форм гидразоны высокоструктурированные гидрогель, который является свободно стоящая (после удаления прессформы) в течение нескольких секунд до минут в зависимости от концентрации и функциональной группы плотность прекурсоров полимеров. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig1large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
Чтобы создать разложению гель частиц микрон-масштабе, реактивной микрофлюидика метод описан в какой прекурсор полимера решения являются одновременно смешиваются и эмульсии с помощью мягкой литография шаблонного microfluidic чип дизайн, что позволяет образование капель смешанных реактивный полимерной, что впоследствии гель в situ в форме геля микрочастицы с размерами шаблонного31,эмульсии (рис. 2)32.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig2.jpg"> Рисунок 2 : Схема формирования микрочастица гель через реактивной микрофлюидика. (A, B) Шприцевой насос в отдельные водоемы, которые связаны по течению через серию Зиг заг каналы, предназначенные для создания градиента давления, предотвращения обратного потока подпитывают гидразида и решения альдегид функционализированных полимеров (в воде или водный буфера). Полимеров затем смешивают непосредственно перед быть стриженый парафиновое масло течет с обеих сторон (также обусловлен шприцевый насос) и пропускается через сопло, результате упором потока производства водных капель (раствор полимера) в фазе непрерывной Парафин нефтяной (см. п. (B) для иллюстрации области сопла и процесс формирования капли). Вводы для масла еще два парафин расположены после насадки для дальнейшего отдельные капельки в коллекции канала для полной гелеобразования до удаления частиц от ламинарного потока, после чего полученный микрокарпускулярные гели являются собранные в магнитно перемешивают стакан; (C) картина процесса формирования капли на насадку (Обратите внимание, что полимер гидразида помечается как синий, чтобы проиллюстрировать смешивания)
Для создания разложению гель частиц на наноуровне, термически управляемый реактивный самостоятельной сборки описан метод в котором решение одного из реактивной прекурсоров полимеров («семян» полимерные) нагревается выше его СМЕШЕНИЯ сформировать стабильное nanoaggregate, что Впоследствии высокоструктурированные путем добавления дополнительных реактивной прекурсор полимера («сшивки» полимерные); результате nanogel высокоструктурированные гидразоны имеет размер шаблонного непосредственно по nanoaggregate (рис. 3)28.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig3v2.jpg"> Рисунок 3 : Схема формирования nanogel через термически управляемый реактивный самосборки. Водный раствор, содержащий гидразид функционализированных полимеров (thermoresponsive) нагревается выше его низкую температуру критические решения для создания стабильной uncrosslinked nanoaggregate. После, альдегид функционализированных полимеров добавляется crosslink nanoaggregate через образование гидразонов Бонд и таким образом стабилизировать nanogel частиц при охлаждении ниже СМЕШЕНИЯ. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig3v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
Чтобы создать разложению нановолокон, описана методика реактивной electrospinning, в котором двойным стволом шприц с статический смеситель на его выходе (как используется для приготовления сыпучих гидрогели) прилагается к стандартной electrospinning платформы (Рисунок 4 )33.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig4.jpg"> Рисунок 4 : Схема формирования нановолокно гидрогеля через реактивной electrospinning. Двойным стволом шприца с статический смеситель (загружается как описано для сыпучих гидрогели, но включая также часть высокой молекулярной массой poly(ethylene oxide) как помощь electrospinning) монтируется на шприцевый насос, с иглой в конце шприца подключен для высокого напряжения питания. Гидразоны сшивки происходит во время волокна спиннинг процесс, так что когда поток хитов коллектора (алюминиевой фольги или вращающегося диска алюминия) морфология nanofibrous поддерживается. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig4large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
Применение таких методов для создания сетей разложению смарт гидрогеля продемонстрировал в настоящем Протоколе, с помощью PNIPAM или POEGMA как полимер интерес; Однако, описал основные подходы могут быть переведены на любой водорастворимый полимер, хотя и с соответствующей корректировке для вязкости и (в случае из самостоятельной сборки nanogel изготовления) стабильность предварительно полимера в формировании семя nanoaggregate.

<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

Хотя различные умные материалы были изучены для различных биомедицинских приложений (например, Доставка лекарств, тканевая инженерия, bioimaging, и т.д.), их конечной клиническое использование сдерживается отсутствием биологически соответствующих деградация наблюдается наиболее умные материалов. Это особенно верно для температуры отзывчивым гидрогели, который почти равномерно основе полимеров, которые функционально не разложению (например, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) или поли (oligoethylene гликоль метакрилат) (POEGMA) ). Таким образом чтобы эффективно перевести потенциал thermoresponsive гидрогелей на вызовы дистанционным или регулирует метаболизм лекарств, ячейка подмости с перестраиваемой клеточный материал взаимодействия, theranostic материалы с потенциалом для изображений и доставки лекарств и других таких приложений метод необходим для отображения гидрогели (если не полностью разложению) по крайней мере способный почечного клиренса после требуемый срок службы материала. С этой целью этот Протокол описывается подготовка гидролитически разлагаются гидразоны сшитый гидрогели на нескольких длина шкалы, основанный на реакции между гидразида и альдегид функционализированных олигомеров PNIPAM или POEGMA с молекулярной веса ниже предела почечной фильтрации. В частности, методы изготовления разложению thermoresponsive массовых гидрогели (методом двойной баррель шприца), гидрогеля частицы (на обоих микромасштабной благодаря использованию платформы микрофлюидика, облегчения одновременного перемешивания и Эмульгирование прекурсоров полимеров и наноразмерных благодаря использованию термически управляемый самосборки и cross-linking метод), гидрогеля nanofibers (с использованием стратегии реагирования electrospinning) описаны и. В каждом конкретном случае может быть достигнуто гидрогели с температуры отзывчивым свойства аналогичны достигнуто с помощью обычных свободнорадикальных процессов структурообразования, но гидразоны сшитого сети может снизиться со временем сформировать заново олигомерных прекурсоров полимеров и включить специальные акции. Таким образом мы ожидаем, что эти методы (которые могут быть родово применительно к любой синтетический водорастворимый полимер, не только умные материалы) позволит легче перевод синтетических "умные" материалы для клинического применения.

Массовая гидрогели, штампованный из шприца двойным стволом в силиконовые формы соответствуют размеры формы и стать самостоятельным после удаления плесени; Гелеобразование обычно происходит от секунд до минут, следующие соэкструзии в зависимости от полимера прекурсоров используются. Типичная характеристика через опухоль (измеряется распределяемому использование insert культуры клеток легко удалить гидрогеля из раствора, отек), thermoresponsivity (измерены используя ту же технику, но Велоспорт выше температуры инкубации и ниже температуры стеклования фазы) деградации (измеренных с использованием же технику, но течение более длительных периодов времени) и при сдвиге или модуль сжатия (измеряется с помощью 2 мм толщиной 7 мм, а диаметр формованных образцов) демонстрирует перестройки Гидрогель ответов в зависимости от химического состава прекурсор полимера (в частности, для POEGMA, соотношение коротких длинная цепь OEGMA мономеры используются для подготовки Гидрогель), Мольная доля функциональных групп на полимеры прекурсоров и концентрации тех прекурсоров полимеров (рис. 5)27.
Микрофлюидика приводит к образованию четко гель микрочастиц на шкале размер 25-100 мкм, с контролируемым размера на основе скорости потока нефти и/или комбинированных водной полимерной фазы (рис. 6A)31. Горячей сцене оптической микроскопии подтверждает, что гель микрочастицы поддерживать thermoresponsive характер массовых гидрогели, показаны реверсивные температур зависимая опухоль deswelling с только небольшой гистерезиса на цикл 1 (объясняется формирования необратимых водородных связей между соседними амидными группами в свернутом состоянии34) в соответствии с этим наблюдается в массовых PNIPAM гидрогели (Рисунок 6B)32. Кроме того гель микрочастицы обратно к их олигомерных прекурсоров со временем ухудшаться, позволяя почечного клиренса (рис. 6 c)32.
Самосборки обусловлен nanoaggregation гидразид функционализированных полимеров PNIPAM в растворе с подогревом, следуют сшивки с PNIPAM альдегид функционализированных полимеров приводит к весьма монодисперсных nanogels (полиизопрена < 0.1) на диапазон размеров 180-300 Нм, в зависимости от условий процесса используется (рисA)28. Nanogels сохранить типичные thermoresponsive поведение обычных свободно радикального сшитого PNIPAM nanogels, с более низких степеней тепловой deswelling наблюдали как более сшивки полимера был добавлен (рис. 7Б). Nanogels может быть лиофилизированные и редиспергируемые без изменения размера частиц (рис. 7C) и деградируют с течением времени через гидролиз повторно сформировать олигомерных прекурсоров полимеров, используемых для разработки nanogels (рис. 7D).
Реактивной electrospinning создает nanofibrous гидрогеля структуру (рис. 8A), с диаметрами нановолокно порядка ~ 300 Нм достижимо без видимых electrosprayed частицы представляют33. Замачивания POEGMA на основе нановолокон в воде приводит к быстрому гидратации (примерно двух порядков быстрее, чем с массовых гель того же состава, Рисунок 8B), но сохраняет морфология nanofibrous более 8-10 недель до гидролитическая деградации в физиологических условиях; быстрее деградация наблюдается в катализируемой кислоты средах, как ожидалось, из-за возможность возникновения кислоты катализированное гидразоны Бонд деградации (рис. 8C). Nanofibrous структуры являются также механически надежные в сухой и опухшие государств через несколько циклов, позволяя управляемость и повторяющихся напрягаясь (рис. 8D).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig5v2.jpg"> Рисунок 5 : Свойства in situ -гелеобразующего сыпучие разложению thermoresponsive гидрогелей. (A) представитель POEGMA гель микроструктур сети и массовых гидрогеля изображения с соответствующим гелеобразования раз как функция включения моль % OEGMA475 в полимерах прекурсоров; (B-C) Хранения модуль PO100 гидрогелей различной концентрации полимера прекурсоров (B) и (C) моль % функциональной группы включения за прекурсор полимера; (D-F) Физико свойства POEGMA гидрогелей как функция OEGMA475 моль % включения: (D) хранения модуль упругости (E) деградации профиль в 1 М HCl и (F) объем фазы перехода температуры в ответ на температуры изменения в диапазоне 20-60 ° C. Все планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение n = 4 измерений. Адаптировано из ссылки27 с разрешения Elsevier. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig5v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig6.jpg"> Рисунок 6 : Свойства микрочастиц разложению гель от реактивной микрофлюидика. (A) влияние скорости потока нефти парафина на размер микрочастица (очищенный) геля в воде; (B) Thermoresponsivity очищенный гель микрочастиц в воде после одного цикла теплового выше и ниже температуры стеклования фазы тома; (C) Visual оценки (Фото) и гель пропитывание хроматографии следы (граф) подтверждающий деградации гель микрочастиц обратно в их прекурсоров полимерных компонентов (здесь, в HCl 1 M для содействия ускоренной деградации изображения на временной шкале); шкалы бар = 100 µm. адаптированный ссылки32. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig6large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig7v2.jpg"> Рисунок 7 : Свойства разложению nanogels от реактивной самосборки. (A) частиц размер распределения nanogels, приготовленные с различными альдегид: гидразид полимер массовые коэффициенты от динамического рассеяния света (врезные: передачи электронная микрофотография подтверждающие сферических характер nanogels); (B) Thermosensitivity самостоятельно собранных частиц как функция массового соотношения между альдегид: гидразид полимер используется для подготовки nanogels (от динамического рассеяния света), с погрешностей, представляющий стандартное отклонение n = 4 реплицирует; (C) Visual подтверждение отсутствия nanogel агрегации пред и пост лиофилизация; (D) визуального подтверждения кислоты катализированное деградации nanogels (здесь в HCl 1 M для обеспечения согласованности с другими исследованиями выше); (E) гель пропитывание хроматограф следы продуктов разложения nanogel указанием их сходство с гидразида и прекурсоров альдегид функционализированных полимеров. Адаптирована с разрешения ссылки28. Авторское право 2015, американского химического общества. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig7v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/54502/54502fig8v2.jpg"> Рисунок 8 : Свойства разложению nanofibers из реактивной electrospinning. (A) растровая электронная микроскопия изображения nanofibers в сухом государства (слева), половина смоченной в воде (средний, тонкая пленка) и полностью замачивают в воде на ночь (правый, густые леса); (B) набухания гидрогеля nanofibrous (красный) относительно массовых гидрогеля (синий) того же состава, с погрешностей, представляющий стандартное отклонение n = 4 реплицирует; (C) сканирование электронной микроскопии и (вставка) визуальные образы отслеживания кислоты катализированное деградации nanofibers в 1 M HCl; (D) при растяжении Велоспорт сухой (80 циклов, 20% Удлинение/цикл) и опухшие (325 циклов, 10% удлинение/цикл в 10 мм PBS) electrospun nanofibrous гидрогелей. Рисунок изменен от ведения33 и воспроизводится с разрешения от Королевского общества химии. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/54502/54502fig8v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</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

Для изготовления разложению thermoresponsive гидрогели на основе гидразоны сшивки полимерных олигомеров на массовых масштабах, микромасштабной и наноразмерных, последний для приготовления геля наночастиц и nanofibers описываются протоколы.

Изготовлении разложению Thermoresponsive гидрогелей на различных масштабах длины через реактивной экструзии, микрофлюидика, самостоятельной сборки и Electrospinning

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

Электропрядения Основы: Оптимизация решений и аппараты Параметры

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

Режиссер Сотовая самосборки для изготовления Cell-Производные Кольца тканей для биомеханического анализа и тканевая инженерия

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

Твердофазные Submonomer Синтез Peptoid полимеров и их самосборки в Высоко-упорядоченные нанолистов

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

Изготовление супергидрофобных полимерных материалов для биомедицинских применений

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

Приготовление Thermoresponsive наноструктурированных поверхностей для тканевой инженерии

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

Fabricating Cotton Analytical Devices

Перерабатывающие Ватные Аналитические приборы

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

Фильм Экструзия<em&gt; Крамбе abyssinica</em&gt; / Пшеничная клейковина бленды

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

Синтез катионизированные Magnetoferritin для сверхбыстрое НАМАГНИЧЕННОСТИ клеток

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

Изготовление пользовательских агарозы скважин для заполнения клеток и тканей кольцо самостоятельной сборки с использованием 3D-печатные формы

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

С высоким разрешением, структурирования использованием два режима струи Электрогидродинамическое: падение спроса и Electrospinning ближнего поля

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