カスタマイズ可能な機械的強度と pH 応答性を備えた 3D プリントされた高分子電解質複合体統合相互浸透ネットワーク ハイドロゲル

カスタマイズ可能な機械的強度と pH 応答性を備えた 3D プリントされた高分子電解質複合体統合相互浸透ネットワーク ハイドロゲル
出典: EFL Bio3Dプリンティングとバイオ製造

ハイドロゲルは、親水性と水中で膨張する三次元架橋ポリマー構造を特徴とするユニークな物質であり、多くの分野で驚くべき用途を持っています。この汎用性は、柔らかさ、調整可能な機械的特性、応答性、生体適合性、生体活性、独特の粘弾性、濡れ性、物質輸送能力といったハイドロゲルのユニークな特性から生まれています。これらの固有の特性により、ハイドロゲルは広く採用されており、さまざまな分野での 3D 印刷アプリケーションに大きな利点をもたらし続けるでしょう。


これを踏まえ、ドイツのカールスルーエ工科大学のパトリック・テアト氏のチームは、ヒアルロン酸(HA)とキトサン(CS)の高分子電解質複合体(PEC)と光架橋性P(OEGMA-co-EGDEMA)ポリマーを巧みに組み合わせた、相互浸透ポリマーネットワーク(IPN)ハイドロゲルを製造するための新しい3Dプリントインクを報告しました。


要点:

(1)まず、HAのカルボキシル基を光分解性o-ニトロベンジル基で修飾し、3Dインク配合プロセス中のPECの早期形成を防止した。その後、デジタル光処理(DLP)による紫外線照射により、HAカルボキシル基の光脱保護とOEGMA架橋ハイドロゲルの光重合が同時に引き起こされ、PEC統合IPNハイドロゲルが形成されました。

(2)次に、ハイドロゲルの構造、形態、レオロジー特性を、NMR、IR、UV/可視分光法、熱重量分析、DSC、走査型電子顕微鏡、機械試験などの包括的な特性評価を通じて評価した。

(3)最後に、3Dインクの組成を調整することで、機械的強度と弾性率が1~10kPaの範囲にあるハイドロゲルを製造することができる。得られた PEC-IPN ハイドロゲルは、優れた柔軟性、圧縮強度、高い歪み耐性、pH 応答性、および熱安定性を示します。

本質的に、このアプローチは天然の高分子電解質と技術革新を完璧に融合し、3次元インクの製造を完璧にします。このアプローチは、3D 材料の分野における重要な進歩となり、無数の潜在的な用途が開かれる可能性があります。

ソース:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202400416

生物学的、ハイドロゲル

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