ポリエチレングリコール) -アミド-ノルボネン-カルボキシラートの水性合成

科学分野:

• バイオマテリアル科学
• ポリマー化学
• ハイドロゲル工学

背景:

• ポリエチレングリコール (PEGNB) は,ヒドロゲル用途で使用される多用途のマクロマーです.
• 現在のPEGNB合成方法は有機溶剤に大きく依存しており,環境と健康に危険性があります.
• PEGNB基の材料のよりグリーンで効率的な合成方法が必要である.

研究 の 目的:

• 新しいPEGNBマクロメアであるPEG-アミド-ノルボルネン-カルボキシラート (PEGaNBCA) の全水合成を開発する.
• PEGaNBCAヒドロゲルのクロスリンク能力と性質を,チオール・ノルボネン光ポリメリゼーションと逆電子需要ダイエルス・アルダー (iEDDA) クリック化学を用いて調査する.
• PEGaNBCAベースのヒドロゲルの水解安定性と分解プロフィールを評価し,調整可能な分解の可能性を評価する.

主な方法:

• 炭酸水化物 (CA) とアミノ末端のPEGを反応させ,PEGaNBCAの全水合成.
• チオール・ノルボルネン光ポリメリゼーションとテトラジン・ノルボルネン iEDDA クリック反応を用いたPEGaNBCAのクロスリンク.
• ハイドロゲルの水解性安定性,混合による調整可能な分解,デジタル光処理 (DLP) 印刷,および細胞封じ込みの評価.

主要な成果:

• 環境に優しい水路でPEGaNBCAを合成しました
• PEGaNBCAヒドロゲルは,チオール- ノルボルネン反応とiEDDA反応の両方で強力なクロスリンクを証明しました.
• PEGaNBCAの水溶剤は,エステルを含む同類剤に比べて長期的に優れた水溶性安定性を示した.
• 調節可能な分解は,PEGaNBCAと水解的に不安定なPEGeNBCAを混合することによって達成された.
• 高精度DLP印刷とヒト誘発多能幹細胞 (hiPSCs) の成功したインシット・エンカプスレーションと維持が実証されました.

結論:

• PEGaNBCAは従来のPEGNBマクロマーに 持続可能で多用途の代替品を提供しています
• 開発された水素ゲルは,高度な生物医学アプリケーションのための水解安定性および分解性を含む調節可能な性質を有しています.
• PEGaNBCAのヒドロゲルは3Dプリントに適しており,幹細胞の活性を維持し,そのトランスレーションの可能性を強調しています.