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纳米技术研究院李义博士与韩国庆熙大学合作开发了一种基于纤维素纳米晶体(CNC)的原位形成坚固的可注射和3D打印水凝胶网络

发布日期:2022-09-02作者:点击:

原位凝胶形成热响应共聚物由于其临界凝胶温度对人体温度的影响,已广泛应用于控制递送应用。然而,由于共聚物网络之间的不良网络化和增强,控制生物制剂从水凝胶网络的递送通常受到限制。纳米技术研究院李义博士与韩国庆熙大学合作开发了一种基于纤维素纳米晶体(CNC)的原位形成坚固的可注射和3D打印水凝胶网络,其包含两亲性共聚物,聚(ε-己内酯-共交酯)-b-聚(乙二醇)-b-聚己内酯-丙交酯(PCLA)。此外,通过将CNC与两亲性PCLA共聚物物理结合来控制可注射水凝胶的物理化学和机械性能。CNC在通过细胞间桥物理增强PCLA共聚物胶束网络方面发挥了前所未有的作用。除此之外,自由流动的紧密堆积的棒状CNC在低温下结合了PCLA胶束网络,在生理温度下转化为稳定的粘弹性水凝胶网络。CNC引入的PCLA共聚物溶胶通过疏水和氢键相互作用的组合有效地与疏水性阿霉素和水溶性溶菌酶配位,并控制生物制剂的释放。如3D打印结果所示,在打印过程中连续挤出的生物相容性PCLA水凝胶具有良好的可注射性,并且在打印后保持高形状保真度,无需任何二次交联步骤。印刷层之间的层间结合很高,并形成多达10层的稳定3D结构。向Sprague-Dawley大鼠皮下注射自由流动的CNC掺入的PCLA共聚物溶胶立即形成水凝胶,并显示水凝胶贮库的受控生物降解,而不会在植入部位或周围组织诱导毒性。同时,对MDA-MB-231肿瘤异种移植模型的体内抗肿瘤作用表明,负载DOX的水凝胶制剂显著抑制肿瘤生长。

相关研究成果发表在国际知名学术杂志ACS Applied Materials & Interfaces上面。