Thermodynamic modelling of acidic collagenous solutions: from free energy contributions to phase diagrams
Notice bibliographique
Résumé
Tropocollagen is considered one of the main precursors in the fabrication of collagen-based biomaterials. Triple helix acidic solutions of collagen I have been shown experimentally to lead to chiral plywood architectures found in bone and "cornea" like tissues. As these plywoods are solid analogues of liquid crystal architectures, bio-inspired processing and fabrication platforms based on liquid crystal physics and thermodynamics will continue to play an essential role. For tissue engineering applications, it has been shown that dilute isotropic collagen solutions need to be flow processed first and then dehydrated. Thus, a complete fundamental understanding of the thermodynamics and free energy contributions in acidic collagen aqueous solutions is necessary to avoid expensive trial-and-error fabrication. To achieve this goal, we analyze the microscopic mechanisms of ordering and interactions in solutions of triple helix collagen, namely mixing, attraction, excluded-volume and chirality. To capture the mentioned physics, we then incorporate and integrate the Flory-Huggins, Maier-Saupe, Onsager and Frank theories. Nonetheless, they together are incapable of providing an acceptable mesophasic description in acidic collagenous solutions because tropocollagen biomacromolecules are positively charged. We then explore a simple and accurate electrostatic mean-field potential. Our results on collagen are in good agreement with experiments and include phase diagrams, phase transition thresholds, and critical isotropic/cholesteric order parameters. The present extended theory is shown to properly converge to classical liquid crystal models and is used to express the phenomenological Landau-de Gennes parameters with more fundamental quantities. This study provides a platform to derive accurate process models for the fabrication of collagen-based materials, considering and benefitting from the full range of underlying interactions.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 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 tête enseignante, 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 ».