För att ta itu med denna fråga har en forskargrupp ledd av Dr. Yuan Chen från Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, i samarbete med kollegor från Southeast University och University of Queensland, utvecklat en strategi för att förbättra de mekaniska egenskaperna och hållbarheten av hydrogeler för artificiella senapplikationer. Deras resultat publiceras i tidskriften Materials Today Bio.
Forskarna använde ett hydrogelsystem med dubbelt nätverk baserat på poly(etylenglykol) (PEG) och poly(akrylsyra) (PAA). PEG-nätverket gav elasticitet, medan PAA-nätverket bidrog med seghet och styrka. Genom att optimera sammansättningen och tvärbindningsförhållandena uppnådde de en synergistisk effekt som signifikant förbättrade hydrogelernas mekaniska prestanda.
För att ytterligare förbättra hållbarheten introducerade teamet en dynamisk kovalent tvärbindningsmekanism med Diels-Alders kemi. Detta tillvägagångssätt möjliggjorde reversibel bindningsbildning och utbyte inom hydrogelnätverket, vilket möjliggör självläkning och anpassningsförmåga till mekanisk stress.
Forskarna testade prestandan hos deras hydrogeler in vitro och in vivo. Dragprovning visade att de tuffa dubbelnätverkshydrogelerna uppvisade hög styrka och töjbarhet, jämförbar med naturliga senor. Vidare visade in vivo implantationsstudier på råttor utmärkt biokompatibilitet och långtidsfunktionalitet hos de konstgjorda senor.
Dr Chen lyfter fram betydelsen av deras arbete:"Vår studie ger ett lovande tillvägagångssätt för tillverkning av hållbara artificiella senor med hjälp av sega hydrogeler med dubbelnätverk med dynamisk kovalent tvärbindning. Sådana material har stor potential för kliniska tillämpningar inom senorreparation och rekonstruktion, och erbjuder nya vägar för behandling av senskador."
