Síntesis acuosa de polietilenglicol-amida-norborneno-carboxilato para el enlace transversal de hidrogel modular

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Química de los polímeros
• Ingeniería de hidrogel

Sus antecedentes:

• El polietilenglicol-norborneno (PEGNB) es un macrómero versátil utilizado en aplicaciones de hidrogel.
• Los métodos actuales de síntesis de PEGNB se basan en gran medida en disolventes orgánicos, lo que plantea riesgos para el medio ambiente y la salud.
• Se necesitan vías de síntesis más ecológicas y eficientes para los materiales a base de PEGNB.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una síntesis totalmente acuosa para un nuevo macrómero de PEGNB, el PEG-amida-norborneno-carboxilato (PEGaNBCA).
• Para investigar las capacidades y propiedades de enlace cruzado de los hidrogeles PEGaNBCA utilizando la fotopolimerización de tiol-norborneno y la química de clic de demanda de electrones inversa Diels-Alder (iEDDA).
• Evaluar la estabilidad hidrolítica y los perfiles de degradación de los hidrogeles a base de PEGaNBCA y su potencial de degradación ajustable.

Principales métodos:

• Síntesis totalmente acuosa de PEGaNBCA mediante la reacción del anhídrido carbónico (CA) con el PEG terminado en aminoácidos.
• Enlace cruzado de PEGaNBCA utilizando la fotopolimerización tiol-norborneno y las reacciones de clic iEDDA tetrazina-norborneno.
• Evaluación de la estabilidad hidrolítica del hidrogel, degradación ajustable mediante mezclado, impresión digital de procesamiento de luz (DLP) y encapsulación de células "in situ".

Principales resultados:

• Se ha sintetizado con éxito PEGaNBCA a través de una vía totalmente acuosa y respetuosa con el medio ambiente.
• Los hidrogeles de PEGaNBCA demostraron una robusta vinculación cruzada a través de las reacciones tiol-norborneno e iEDDA.
• Los hidrogeles PEGaNBCA mostraron una estabilidad hidrolítica superior a largo plazo en comparación con las contrapartes que contienen ésteres.
• La degradación ajustable se logró mezclando PEGaNBCA con PEGeNBCA hidrolíticamente labile.
• Se demostró la impresión DLP de alta fidelidad y la encapsulación y el mantenimiento exitosos in situ de células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC).

Conclusiones:

• PEGaNBCA ofrece una alternativa sostenible y versátil a los macrómeros PEGNB tradicionales.
• Los hidrogeles desarrollados poseen propiedades ajustables, incluida la estabilidad hidrolítica y la degradación, para aplicaciones biomédicas avanzadas.
• Los hidrogeles PEGaNBCA son adecuados para la impresión 3D y mantienen la viabilidad de las células madre, destacando su potencial de traducción.