In Situ Forming, Dual-Crosslink Network, Self-Healing Hydrogel Enabled by a Bioorthogonal Nopoldiol–Benzoxaborolate Click Reaction with a Wide pH Range
Notice bibliographique
Résumé
The use of click chemistry as a hydrogel cross-linking reaction is often limited by slow reaction rates and harsh conditions, such as exposure to UV light and/or use of nonspecific or toxic reagents. On the other hand, the process of boronic ester formation between arylboronic acids and diols suffers from its intrinsic reversibility and low binding affinity at low pH, which impede its potential in many biomedical applications where a fast and stable click reaction is needed. Herein, we report a new concept of click hydrogel fabrication that combines a traditional sugar-based boronic ester and a novel nopoldiol-based benzoxaborolate as a dual-crosslink network (DCN) system. The cooperation of dynamic and rigid networks and the unique sensitivity of benzoxaborolate cross-links toward stimulus provide an intelligent hydrogel with a set of interesting features: (i) catalyst/light-free nopoldiol–benzoxaborolate bioorthogonal click cross-linking, (ii) rapid in situ formation within 26 s, (iii) wide self-healing pH range from 8.5 to 1.5, (iv) exceptional stability under acidic condition and polyol solutions, (v) reactive oxygen species/pH-responsive degradation, (vi) pH-responsive drug release, and (vii) capability for viable cell encapsulation. The complementary click partners, a rigid diol monomer [1R)-(−)-nopol-methacrylamido-diol (nopoldiol)] and a benzoxaborole-based monomer [5-methacrylamido-1,2-benzoxaborole (MAAmBO)], can be easily incorporated into a variety of synthetic polymers through free-radical polymerization with poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PEGMA) as the backbone component. The shortened gelation time, improved mechanical properties, and excellent self-healing properties of the resulting DCN hydrogel PBNG were evaluated through rheological measurements. The stability/degradation of PBNG under low pH buffer and H2O2 were monitored via hydrogel weight changes, and the potential of PBNG as a drug-releasing carrier was assessed by the pH-responsive release of doxorubicin. Finally, HeLa cells were successfully encapsulated and cultured in the 3D network to confirm the hydrogel’s biocompatibility as a cell culture scaffold. The nontoxic components and their fast click reaction under mild conditions make the nopoldiol–benzoxaborolate click hydrogels promising candidates for future biomedical applications such as gene delivery, cell therapy, and tissue engineering.
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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 | 0,001 | 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) | 0,000 | 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 ».