Covalently cross‐linked hydrogels: Mechanisms of nonlinear viscoelasticity
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Gelatin‐based hydrogels have been widely used in tissue engineering, three‐dimensional cell culture, drug delivery, and cell therapy. The mechanical behaviour of hydrogels combined with their chemical properties determines their functionality and efficacy. With respect to the mechanical behaviour of hydrogels, the vast majority of publications have reported their linear viscoelastic response. However, for practical conditions in the body, these materials experience large deformations beyond the linear viscoelastic limit. Herein, to mimic practical conditions and to evaluate the mechanical response of the hydrogels subjected to large deformations, we report inter‐ and intra‐cycle nonlinear viscoelastic behaviour of a gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogel with different concentrations of the hydrogel precursor (10%–20% [w/v]) under large amplitude oscillatory shear deformation. To achieve this, we used a novel technique by chemically bonding the hydrogels to treated glass slides, which were attached to the oscillating metal plates using a double‐sided tape to alleviate any error arising from wall slip during rheological measurements. The results show that the elasticity of the covalently cross‐linked hydrogels at large deformations obeys a nonlinear force‐extension law and that the viscous intra‐cycle nonlinearity at moderate deformations stems from the dual cross‐linked (DC; i.e., physical and chemical) nature of the GelMA hydrogel. It was also shown that viscoelastic parameters can be tuned by the concentration of the hydrogel precursor, that is, yield stress increased from 2.6–7.1 kPa, critical strain amplitude decreased from γ 0 = 100%–70%, and the onset of inter‐cycle nonlinearity shifted from γ 0 = 50%–20% upon increasing the concentration of the hydrogel precursor. These insights have important implications for the rational development of hydrogel‐based biomaterials to design biocompatible scaffolds in tissue engineering applications.
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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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».