Abstrakt

Hydrogeler är mångsidiga material med ett brett spektrum av tillämpningar, inklusive inom vävnadsteknik, läkemedelstillförsel och vattenrening. Hydrogelernas egenskaper, såsom deras svällningsförhållande, mekaniska hållfasthet och biologiska nedbrytbarhet, kan ställas in genom att variera tvärbindningsdensiteten hos polymernätverket. Traditionella tvärbindningsmetoder involverar ofta användning av giftiga kemikalier eller svåra förhållanden, vilket kan begränsa biokompatibiliteten och skalbarheten för hydrogelproduktion.

Här presenterar vi en ny metod för tvärbindning av hydrogeler med kolsyrat vatten. Kolsyrat vatten innehåller löst koldioxidgas, som kan reagera med de funktionella grupperna av polymerer för att bilda kovalenta bindningar. Denna reaktion leder till bildandet av ett tvärbundet polymernätverk, vilket resulterar i en hydrogel.

Vi undersökte effekten av kolsyrat vatten på egenskaperna hos hydrogeler framställda av olika polymerer, inklusive poly(vinylalkohol) (PVA), poly(akrylsyra) (PAA) och gelatin. Vi fann att svällningsförhållandet, den mekaniska styrkan och den biologiska nedbrytbarheten hos hydrogelerna effektivt kunde ställas in genom att variera koncentrationen av kolsyrat vatten.

Dessutom visade vi de potentiella tillämpningarna av kolsyrade vattentvärbundna hydrogeler i vävnadsteknik och läkemedelsleverans. Vi visade att dessa hydrogeler kunde stödja tillväxten och differentieringen av stamceller, och de kunde användas för att leverera läkemedel på ett kontrollerat sätt.

Sammanfattningsvis visar vår studie potentialen hos kolsyrat vatten som ett nytt tvärbindningsmedel för att anpassa egenskaperna hos hydrogeler för olika tillämpningar. Detta tillvägagångssätt erbjuder en enkel, biokompatibel och skalbar metod för hydrogelproduktion, vilket kan leda till nya framsteg inom området för hydrogelbaserade teknologier.