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Chem. Asian J. :含酒石酸盐的温度响应性聚阴离子水凝胶2022-10-22
热凝胶是一类独特的水凝胶,随着温度的升高,它能自发地从低粘度溶液转变为固体状凝胶。热凝胶主要由两亲性聚合物在水中合成,热凝胶化是由疏水性聚合物链段在温度升高时优先脱水引起的,疏水性效应会导致聚合物分层自组装形成胶束和水凝胶。这种良性的超分子自组装仅由温度变化驱动,不需要有毒的化学交联剂在单个聚合物分子之间形成共价键来实现凝胶化,生成具有低细胞毒性的高生物相容性材料。此外,它们在体温下原位凝胶化的能力使其在形成可注射的体内药物库以持续输送小分子和生物制剂方面具有很高的价值。除了3D细胞培养、组织工程、生物成像等有前景的生物应用外,我们还证明了高度透明和可生物降解的热凝胶在眼科作为玻璃体替代品的治疗价值,有助于术后恢复。

迄今为止,绝大多数热凝胶聚合物都不具备可电离的基团,因此在生理pH值下不带电。以往用来制备聚阴离子热凝胶的材料有海藻酸盐和透明质酸,它们有丰富的羧酸电活性基团,在生理pH值下可被电离,但其天然的组成局限了对材料结构及性能的调整。

为了弥补这些不足,新加坡科技研究所的Jason Y. C. Lim团队报道了一种能够形成热凝胶的多嵌段聚阴离子无规共聚物,它由亲水性聚乙二醇(PEG)、疏水性聚丙二醇(PPG)和聚己内酯(PCL)以及作为羧酸盐基团来源的酒石酸盐组成。

实验结果证明,这些带电基团对凝胶温度和流变性能有重要影响。与能和多价阳离子交联的海藻酸盐一样,本次制备的聚阴离子热凝胶也显示出与电荷密集的生物相关二价阳离子(如Ca2+和Mg2+)有一定程度的静电相互作用,凝胶的特性同时受到疏水相互作用和静电交联的影响。此外,我们发现阳离子模型药物的释放速度比阴离子模型药物慢,这为调节许多重要的阳离子药物在生理pH下的持续释放提供了额外的参数,这些药物包括抗抑郁药、抗生素、抗心律失常药、利尿剂和抗体。

文信息

A Polyanionic Tartrate-containing Temperature-responsive Hydrogel

Wei Wei Loh, Miao Huang, Leonard Goh, Chen Chuan Lim, Dr. Rubayn Goh, Qianyu Lin, Dr. Liangfeng Guo, Prof. Dr. Xian Jun, Asst. Prof. Dr. Jason Y. C. Lim

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202200621

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