Biomater Sci. 21. Juni 2020; 8 (12): 3334–3347. doi: 10.1039/d0bm00429d. Epub 20. Mai 2020.
Die Kopplung von PEG-LZM-Polymernetzwerken mit Polyphenolen ergibt vernähbare Biohydrogele für die Gewebeflickung.
Haoqi Tan 1, Junjie Sun, Dawei Jin, Jialin Song, Miao Lei, Artem Antoshin, Xin Chen, Meng Yin, Xue Qu, Changsheng Liu.
Zusammenfassung:
Schlechte mechanische Eigenschaften schränken die Anwendung von Hydrogelen in vivo stark ein. So ist es beispielsweise schwierig, bei Operationen eine sehr gängige Nahtoperation an Hydrogelen durchzuführen. Es besteht eine wachsende Nachfrage nach Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften von Hydrogelen, um ihre klinischen Anwendungen zu erweitern. Natürliche Polyphenole können die potenziellen Härtungsstellen in unserem zuvor beschriebenen PEG-Lysozym (LZM)-Hydrogel ersetzen, da Polyphenole einzigartige Struktureinheiten aufweisen, darunter eine Hydroxylgruppe und einen aromatischen Ring, die über Wasserstoffbrücken mit PEG interagieren und hydrophobe Wechselwirkungen mit LZM bilden können. Durch die Verwendung von Polyphenolen als nichtkovalente Vernetzer weist das resultierende PEG-LZM-Polyphenol-Hydrogel im Vergleich zu reinem PEG-LZM eine enorme Zähigkeit und hohe Elastizität auf, ohne dass sich die ursprüngliche Form offensichtlich ändert, und es kann sogar dem hohen Druck von Nähten standhalten. Gleichzeitig konnten die mechanischen Eigenschaften durch Variation der Polyphenolkonzentration in weiten Bereichen angepasst werden. Interessanterweise hat das PEG-LZM-Polyphenol-Hydrogel einen höheren Wassergehalt als andere mit Polyphenol gehärtete Hydrogele, wodurch es den klinischen Anforderungen an Hydrogelmaterialien möglicherweise besser gerecht wird. Darüber hinaus verleiht die Einführung von Polyphenolen dem Hydrogel verbesserte antibakterielle und entzündungshemmende Eigenschaften. Schließlich wurde nachgewiesen, dass das PEG-LZM-Polyphenol-(Gerbsäure)-Hydrogel einen Myokarddefekt bei Kaninchen durch 4-wöchiges Nähen erfolgreich flickt und die Wundheilung und Wiederherstellung der Herzfunktion im Vergleich zu autologen Muskelflicken verbessert.
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