Branched Multifunctional Polyether Polyketals: Variation of Ketal Group Structure Enables Unprecedented Control over Polymer Degradation in Solution and within Cells
Notice bibliographique
Résumé
Multifunctional biocompatible and biodegradable nanomaterials incorporating specific degradable linkages that respond to various stimuli and with defined degradation profiles are critical to the advancement of targeted nanomedicine. Herein we report, for the first time, a new class of multifunctional dendritic polyether polyketals containing different ketal linkages in their backbone that exhibit unprecedented control over degradation in solution and within the cells. High-molecular-weight and highly compact poly(ketal hydroxyethers) (PKHEs) were synthesized from newly designed α-epoxy-ω-hydroxyl-functionalized AB(2)-type ketal monomers carrying structurally different ketal groups (both cyclic and acyclic) with good control over polymer properties by anionic ring-opening multibranching polymerization. Polymer functionalization with multiple azide and amine groups was achieved without degradation of the ketal group. The polymer degradation was controlled primarily by the differences in the structure and torsional strain of the substituted ketal groups in the main chain, while for polymers with linear (acyclic) ketal groups, the hydrophobicity of the polymer may play an additional role. This was supported by the log P values of the monomers and the hydrophobicity of the polymers determined by fluorescence spectroscopy using pyrene as the probe. A range of hydrolysis half-lives of the polymers at mild acidic pH values was achieved, from a few minutes to a few hundred days, directly correlating with the differences in ketal group structures. Confocal microscopy analyses demonstrated similar degradation profiles for PKHEs within live cells, as seen in solution and the delivery of fluorescent marker to the cytosol. The cell viability measured by MTS assay and blood compatibility determined by complement activation, platelet activation, and coagulation assays demonstrate that PKHEs and their degradation products are highly biocompatible. Taken together, these data demonstrate the utility this new class of biodegradable polymer as a highly promising candidate in the development of multifunctional nanomedicine.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».