Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hydrogel POEGMA liên kết chéo bằng vi cầu tinh bột: tổng hợp và đặc trưng
Tóm tắt
Hydrogels có độ bền cơ học cao và khả năng phản ứng với các kích thích có thể điều khiển được rất được ưa chuộng trong lĩnh vực y sinh. Trong nghiên cứu này, các vi cầu tinh bột đã được sử dụng như các liên kết chéo lớn để tổng hợp một loạt các hydrogel poly[2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate-co-oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate] (POEGMA) cực kỳ bền và nhạy cảm với nhiệt. Kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi quét laser huỳnh quang cho thấy các vi cầu tinh bột phân bố đồng nhất trong mạng lưới hydrogel. Kết quả thử nghiệm nén cho thấy hydrogel POEGMA có độ bền đạt 3,0 MPa, gấp mười lần so với hydrogel thông thường được liên kết chéo bằng các phân tử nhỏ. Sự cải thiện độ bền cơ học này là nhờ vào sự phân bố đồng đều của các điểm liên kết chéo trong hydrogel, vì vậy chiều dài của các chuỗi polymer linh hoạt giữa các vi cầu là tương tự. Kết quả là, mạng lưới polymer có thể dễ dàng phân tán ứng suất. Hơn nữa, độ bền cơ học của hydrogel POEGMA có thể được điều chỉnh hiệu quả bằng cách thay đổi lượng vi cầu được sử dụng. Ngoài ra, hydrogel POEGMA cho thấy nhiệt độ dung dịch tới hạn thấp (LCST) ở 37°C khi tỷ lệ khối lượng của 2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate (MEO2MA)/oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA300) là 70/30. Thêm vào đó, LCST của hydrogel POEGMA cũng có thể được điều chỉnh bằng cách thêm muối hoặc ethanol. LCST giảm khi có mặt natri clorua nhưng tăng khi có ethanol.
Từ khóa
#hydrogel #POEGMA #tinh bột #liên kết chéo #độ bền cơ học #nhiệt độ dung dịch tới hạn thấp (LCST)Tài liệu tham khảo
Gao X, Kučerka N, Nieh MP, Katsaras J, Zhu S, Brash JL, Sheardown H (2009) Chain conformation of a new class of PEG-based thermoresponsive polymer brushes grafted on silicon as determined by neutron reflectometry. Langmuir 25:10271–10278
Lutz JF, Akdemir O, Hoth AJ (2006) Point by point comparison of two thermosensitive polymers exhibiting a similar LCST: is the age of poly(NIPAM) over? J Am Chem Soc 28:13046–13047
Lutz JF, Weichenhan K, Akdemir Ö, Hoth A (2007) About the phase transitions in aqueous solutions of thermoresponsive copolymers and hydrogels based on 2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate and oligo(ethylene glycol) methacrylate. Macromolecules 40:2503–2508
Garcia-Garcia JM, Liras M, Quijada-Garrido I, Gallardo A, Paris R (2011) Swelling control in thermo-responsive hydrogels based on 2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate by crosslinking and copolymerization with N-isopropylacrylamide. Polym J 43:887–892
Tang L, Yang Y, Bai T, Liu W (2011) Robust MeO2MA/vinyl-4,6-diamino-1,3,5-triazine copolymer hydrogels-mediated reverse gene transfection and thermo-induced cell detachment. Biomaterials 32:1943–1949
Wang N, Han Y, Liu Y, Bai T, Gao H, Zhang P, Wang W, Liu W (2012) High-strength hydrogel as a reusable adsorbent of copper ions. J Hazard Mater 213–214:258–264
Wang Y, Chen D (2012) Preparation and characterization of a novel stimuli-responsive nanocomposite hydrogel with improved mechanical properties. J Colloid Interface Sci 372:245–251
Haraguchi K, Li HJ (2005) Control of the coil-to-globule transition and ultrahigh mechanical properties of PNIPA in nanocomposite hydrogels. Angew Chem Int Ed 44:6500–6504
Hu J, Kurokawa T, Nakajima T, Sun TL, Suekama T, Wu ZL, Liang SM, Gong JP (2012) High fracture efficiency and stress concentration phenomenon for microgel-reinforced hydrogels based on double-network principle. Macromolecules 45:9445–9451
Huang P, Chen W, Yan L (2013) An inorganic-organic double network hydrogel of graphene and polymer. Nanoscale 5:6034–6039
Kheirabadi M, Bagheri R, Kabiri K (2015) Structure, swelling and mechanical behavior of a cationic full-IPN hydrogel reinforced with modified nanoclay. Iran Polym J 24:379–388
Chen Q, Chen H, Zhu L, Zheng J (2016) Engineering of tough double network hydrogels. Macromol Chem Phys 217:1022–1036
Yang J, Zhu L, Yan X, Wei D, Qin G, Liu B, Liu S, Chen Q (2016) Hybrid nanocomposite hydrogels with high strength and excellent self-recovery performance. RSC Adv 6:59131–59140
Liu C, Tan Y, Xu K, Li Y, Lu C, Wang P (2014) Synthesis of poly[2-(2-methoxyethoxy)ethyl methacrylate] hydrogel using starch-based nanosphere cross-linkers. Carbohydr Polym 105:270–275
Tan Y, Wang P, Xu K, Li W, An H, Li L, Liu C, Dong L (2009) Designing starch-based nanospheres to make hydrogels with high mechanical strength. Macromol Mater Eng 294:855–859
Tan Y, Xu K, Wang P, Li W, Sun S, Dong L (2010) High mechanical strength and rapid response rate of poly(N-isopropyl acrylamide) hydrogel crosslinked by starch-based nanospheres. Soft Matter 6:1467–1471
Tan Y, Xu K, Li L, Liu C, Song C, Wang P (2009) Fabrication of size-controlled starch-based nanospheres by nanoprecipitation. ACS Appli Mater Interfaces 1:956–959
Fessi H, Puisieux F, Devissaguet JP, Ammoury N, Benita S (1989) Nanocapsule formation by interfacial polymer deposition following solvent displacement. Int J Pharm 55:R1–R4
Guterres SS, Fessi H, Barratt G, Devissaguet JP, Puisieux F (1995) Poly (DL-lactide) nanocapsules containing diclofenac: I. Formulation and stability study. Int J Pharm 113:57–63
Roth PJ, Collin M, Boyer C (2013) Advancing the boundary of insolubility of non-linear PEG-analogues in alcohols: UCST transitions in ethanol-water mixtures. Soft Matter 9:1825–1834