Il protocollo qui presentato mostra la sintesi di un forte idrogel adesivo gelatina o-nitrosobenzaldeide (gelatina-NB). La gelatina-NB ha una capacità di adesione tissutale rapida ed efficiente, che può formare una forte barriera fisica per proteggere le superfici delle ferite, quindi dovrebbe essere applicata al campo della biotecnologia per la riparazione delle lesioni.
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Articolo metodologico
Sintesi di idrogel adesivo forte, gelatina O-nitrosobenzaldeide
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
I materiali adesivi sono diventati biomateriali popolari nel campo dell'ingegneria biomedica e tissutale. Nel nostro lavoro precedente, abbiamo presentato un nuovo materiale - gelatina o-nitrosobenzaldeide (gelatina-NB) - che viene utilizzato principalmente per la rigenerazione dei tessuti ed è stato convalidato in modelli animali di lesioni corneali e malattie infiammatorie intestinali. Questo è un nuovo idrogel formato modificando la gelatina biologica con o-nitrosobenzaldeide (NB). La gelatina-NB è stata sintetizzata attivando il gruppo carbossilico di NB-COOH e reagendo con la gelatina attraverso 1-(3-dimetilamminopropil)-3-etilcarbodiimmide cloridrato (EDC) e N-idrossisuccinimide (NHS). Il composto ottenuto è stato purificato per generare il prodotto finale, che può essere conservato stabilmente per almeno 18 mesi. NB ha una forte adesione a -NH2 sul tessuto, che può formare molti legami C = N, aumentando così l'adesione della gelatina-NB all'interfaccia tissutale. Il processo di preparazione comprende fasi per la sintesi del gruppo NB-COOH, la modifica del gruppo, la sintesi della gelatina-NB e la purificazione del composto. L'obiettivo è descrivere in dettaglio il processo di sintesi specifico della gelatina-NB e dimostrare l'applicazione della gelatina-NB per riparare i danni. Inoltre, il protocollo è presentato per rafforzare ed espandere ulteriormente la natura del materiale prodotto dalla comunità scientifica per scenari più applicabili.
Introduzione
L'idrogel è un tipo di polimero tridimensionale formato dal rigonfiamento dell'acqua. In particolare, l'idrogel derivato da una matrice extracellulare è ampiamente utilizzato nel campo della biosintesi e della medicina rigenerativa per la sua eccellente biocompatibilità ed efficacia terapeutica1. Sono stati segnalati idrogel per il trattamento di ulcere gastriche, neuriti, infarto miocardico 2,3,4 e altre malattie. Inoltre, è stato dimostrato che la gelatina-NB può promuovere l'esito della malattia infiammatoria intestinale infiammatoria (IBD)
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Protocollo
I topi C57BL / 6 sono stati acquistati dalla Zhejiang University School of Medicine Sir Run Run Shaw Hospital. I conigli neozelandesi sono stati acquistati dall'Università di Zhejiang. Gli animali sono stati mantenuti in condizioni naturali di ciclo luce-buio e hanno ricevuto cibo e acqua potabile liberamente. Tutte le procedure sperimentali sono state approvate eticamente dalle linee guida istituzionali delle linee guida standard del Comitato etico dell'Università di Zhejiang (ZJU20200156) e della Scuola di medicina dell'Università di Zhejiang Sir Run Run Shaw Hospital Animal Care and Use Committee, conformi alla Guida NIH per la cura e l'uso degli animali da laborat....
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Risultati
La figura 2A mostra uno schema delle principali reazioni chimiche coinvolte nella sintesi della gelatina-NB, che promuove l'integrazione tissutale innestando gruppi NB sulla gelatina. La figura 2B mostra che l'O-nitrobenzene dell'idrogel gelatina-NB si converte in un gruppo NB immediatamente dopo l'irradiazione UV, e quindi il gruppo aldeide attivo può essere reticolato con un gruppo amminico per formare una base di Schiff. La figura 2C
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Discussione
I materiali adesivi sono una nuova classe di materiali. Sempre più ricercatori sono impegnati nella sintesi di vari tipi di materiali adesivi e stanno cercando di trovare le loro applicazioni in biotecnologia, ingegneria tissutale, medicina rigenerativa e altri campi, che ha portato a un vigoroso sviluppo negli ultimi anni. Oltre a concentrarsi sulla forte adesione dei materiali adesivi, i ricercatori stanno anche prestando maggiore attenzione ad altre proprietà, come l'iniettabilità, l'auto-guarigione, l'emostatico, l'a.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 1-(3Dimetilamminopropil)-3-etilcarbodimide cloridrato (EDC) | Aladino | L287553 | |
| 4-idrossi-3-(metossi-D3) benzaldeide | Shanghai Acmec Biochemical Co., Ltd | H946072 | |
| DCM | Aladino | D154840 | |
| Diclorometano | Sigma-Aldrich | 270997 | |
| Dimetilsolfossido (DMSO) | Sigma-Aldrich | 20-139 | |
| dimetilformammide (DMF) | Sigma-Aldrich | PHR1553 | |
| gelatina | Sigma-Aldrich | 1288485 | |
| solfato di magnesio | Sigma-Aldrich | M7506 | |
| MeOH | Sigma-Aldrich | 1424109 | |
| metile 4-(4-formil-2-metossifenossi metossifenil) butanoico acido metile estere | chemsrc | 141333-27-9 | |
| metil4-bromobutirrato | Aladino | M158832 | |
| NaBH4 | Sigma-Aldrich | 215511 | |
| N-idrossisuccinimide (NHS) | Aladino | D342712 | |
| acido nitrico | Sigma-Aldrich | 225711 | |
| carbonato di potassio | Sigma-Aldrich | 209619 | |
| SEM (Nova Nano 450) | Thermo FEI | 17024560 | |
| THF/EtOH | Aladino | D380010 | |
| acido trifluoroacetico (TFA) | Sigma-Aldrich | 8.0826 |
Riferimenti
- Tam, R. Y., Smith, L. J., Shoichet, M. S. Engineering cellular microenvironments with photo- and enzymatically responsive hydrogels: toward biomimetic 3D cell culture models. Accounts of Chemical Research. 50 (4), 703-713 (2017).
- Xu, X., et al.
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Ristampe e permessi
