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甲基丙烯酰化明胶(GelMA):
甲基丙烯酸酯(MA)基团修饰的明胶衍生物,具有构建光引发交联水凝胶的独特潜力。
本司提供特价产品甲基丙烯酰化明胶(GlMA),助力科研方案解决。
1.经过甲基丙烯酰化改性,使明胶具备了光引发反应的性质,光引发作用机理是基于自由基聚合反应的过程。当光引发剂(如2959或LAP)吸收特定波长的光能(如365nm或405nm的紫外光)后,从基态跃迁到激发态并分解产生高活性的自由基。这些自由基能够与GelMA分子链上的甲基丙烯酰基团的双键发生反应,引发聚合反应。新生成的自由基会继续与其他甲基丙烯酰基团的双键反应,使聚合物链不断增长并形成交联点,最终构建出三维交联网络结构,形成水凝胶。这一过程在温和的条件下(如室温、中性pH值和水环境)进行,其效果受到光引发剂浓度、光照强度和时间以及GelMA浓度等多种因素的影响。
2.甲基丙烯酰化使明胶常被用于制备具有可注射性能的水凝胶应用于多个疾病领域如①心脏疾病模型;②肾脏疾病模型;③主动脉血管疾病模型等等。
展开剩余89%3.甲基丙烯酰化明胶(GelMA)除了光引发成胶的应用之外还能够与其他官能团发生反应形成水凝胶交联网络如1.热引发嵌段聚合与成胶:通过甲基丙烯酰化改性,多糖-MA其活泼的双键结构还能与其他双键结构化合物利用光热引发方式耦合同时实现凝胶的生成;2.与卤素/巯基的亲电加成:多糖上的活泼碳碳双键通过热/光引发能够与卤素(如溴、氯化物)/巯基(SH)发生加成反应,同时也可以利用多卤素/巯基化合物与其实现交联固化形成凝胶。
明胶(Gel):
近年来生物医用材料研究热点之一
明胶作为一种生物材料,因其良好的生物相容性、生物可降解性和机械性能,在生物医学领域具有广泛的应用。它主要来源于动物的皮肤、骨骼和肌腱等结缔组织,是胶原蛋白部分水解的产物。在组织工程中,明胶可用于制造细胞支架,为细胞的附着、增殖和分化提供支持;其天然的细胞黏附位点和可调节的降解速率使其成为理想的支架材料。此外,明胶还用于药物传递系统,能够包裹药物并控制药物的释放,提高药物的稳定性和生物利用度。在伤口敷料领域,明胶基敷料能够吸收伤口渗出液,促进伤口愈合,并减少疤痕形成。明胶的这些特性使其在生物材料领域备受关注,尽管其来源和批次一致性存在挑战,但通过化学改性和复合材料的开发,其应用前景依然广阔。
论文一
《Osteoimmunomodulatory GelMA/liposome coatings to promote bone regeneration of orthopedic implants》Journal of Controlled Release IF=10.5
荷兰乌得勒支大学S. Amin Yavari教授团队一种将脂质体(Liposomes)嵌入到明胶甲基丙烯酰胺(GelMA)水凝胶中的复合涂层系统。这种复合涂层不仅保留了脂质体的完整性,还通过电喷雾技术(Electrospray)实现了在骨科植入物表面的均匀涂覆,无需使用粘合剂中间层。这种技术的应用在骨科植入物领域是新颖的,为植入物表面改性提供了一种新的方法,以下列举了该水凝胶具备的优势。
1.电喷雾技术用于制备涂层,能够精确控制涂层的厚度、均匀性和脂质体的负载量。这种技术可以形成可调谐的三维涂层,具有高脂质体负载能力,并且可以通过改变水凝胶的交联密度和厚度来精确控制脂质体的释放,这在以往的脂质体涂层研究中较少见。
2.涂层系统不仅可以作为免疫调节剂的载体乐蒙网,还可以通过调整脂质体的成分和涂层参数,实现多种药物或生物活性分子的局部递送。这种多功能性为未来的骨科植入物表面改性提供了广阔的应用前景。
参考文献:F. Jahanmard, A. Khodaei, J. Flapper, O. Dogan, et al,Osteoimmunomodulatory GelMA/liposome coatings to promote bone regeneration of orthopedic implants,Journal of Controlled Release, DOI:10.1016/j.jconrel.2023.05.022.
论文二
《Preparation of porous GelMA microcarriers by microfluidic technology for Stem-Cell culture》Chemical Engineering Journal IF=13.4
华东理工大学陈芳萍研究员团队开发了一种基于微流控同步光交联技术的新型装置,用于制备明胶甲基丙烯酰胺(GelMA)微载体。这种技术通过使用可拆卸和可清洗的同轴针头,实现了微载体的高效、低成本和可控的制备。与传统的微流控芯片相比,这种装置不仅降低了设备成本,还提高了微载体的制备效率和均匀性,以下为该装置制备GelMA的优势所在。
1.通过冰模板法和冻干法相结合,研究者成功制备了具有不同孔径的GelMA多孔微载体(PMS)。通过调节冷冻温度(-20℃、-60℃、-196℃),可以精确控制微载体的孔径,从而优化细胞培养的微环境。
2.研究不仅关注微载体对细胞附着和增殖的支持,还全面评估了微载体在细胞传代、收获、冷冻保存和解冻过程中的性能。特别是PMS 60在这些过程中表现出色,不仅支持细胞的高效传代和冷冻保存,还能在解冻后迅速恢复细胞的增殖能力。
.参考文献:Xiaolei Chen, Dong Zhang, Xinqing Wang,et,al,Preparation of porous GelMA microcarriers by microfluidic technology for Stem-Cell culture,Chemical Engineering Journal,DOI:10.1016/j.cej.2023.146444.
论文三
《Axon-like aligned conductive CNT/GelMA hydrogel fibers combined with electrical stimulation for spinal cord injury recovery》Bioactive Materials IF=18
北京科技大学王鲁宁教授团队开发了一种结合了导电碳纳米管(CNT)和明胶甲基丙烯酰胺(GelMA)的水凝胶纤维,这种纤维不仅具有与神经轴突相似的微观结构,还具备导电性和柔软的机械性能。通过电纺丝技术制备的这种纤维能够模拟神经轴突的微观结构,为神经细胞的粘附和迁移提供了一个理想的微环境,以下为该水凝胶具备的优势。
1.使用旋转液体浴电纺丝技术制备了CNT/GelMA导电水凝胶纤维。这种技术能够在微观尺度上精确控制纤维的排列和分布,使得纤维具有与神经轴突相似的对齐结构,这种对齐结构的纤维能够更好地引导神经纤维的再生,促进神经细胞的伸展和连接,这对于脊髓损伤后的神经修复和功能恢复至关重要。
2.研究不仅展示了CNT/GelMA水凝胶纤维在体外对PC12细胞和神经干细胞(NSCs)的增殖、粘附、伸展和分化的影响,还通过电刺激进一步增强了这些效果。在体内实验中,结合电刺激的CNT/GelMA水凝胶纤维能够显著促进神经纤维的再生和髓鞘化,改善脊髓损伤后的运动功能。
参考文献:Shenglian Yao, Yongdong Yang, Chenyu Li,et.al,Axon-like aligned conductive CNT/GelMA hydrogel fibers combined with electrical stimulation for spinal cord injury recovery,Bioactive Materials,DOI:10.1016/j.bioactmat.2024.01.021.
结语:
这些研究不仅充分展现了甲基丙烯酰化明胶(GelMA)在水凝胶制备以及凝胶性能方面的诸多创新成果,还深入挖掘并揭示了其作为智能材料在疾病治疗领域所具有的独特优势。随着研究的持续深入以及技术的不断革新,甲基丙烯酰化明胶(GelMA)有望在更广泛的疾病治疗场景中大放异彩,为患者带来更加安全、高效且个性化的治疗方案,为医学领域的进步注入新的动力。
文章来源
https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2023.05.022
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146444
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.01.021
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备注:
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