اختﻻق الهلاميات المائية ثيرموريسبونسيفي القابلة للتحلل في جداول طول متعددة عن طريق رد الفعل البثق، ميكروفلويديكس، التجميع الذاتي، واليكتروسبينينج
Summary
ويرد وصف البروتوكولات لتلفيق الهلاميات المائية القابلة للتحلل ثيرموريسبونسيفي استناداً إلى هيدرازوني العابرة للربط من ليغومرات البوليمرية في الحجم الأكبر، microscale، والنانو، وهذا الأخير لإعداد جسيمات نانوية جل والنانو.
Abstract
بينما تم استكشاف مختلف المواد الذكية لمجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية الحيوية (مثلاً، إيصال الأدوية، وهندسة الأنسجة، بيويماجينج، إلخ.)، على الاستخدام السريري في نهاية المطاف قد أعاق انعدام الصلة بيولوجيا التدهور التي لوحظت بالنسبة للمواد الأكثر الذكية. وهذا صحيح بصفة خاصة لتستجيب لدرجة الحرارة الهلاميات المائية، التي تقوم تقريبا موحد على البوليمرات التي غير القابلة للتحلل وظيفيا (مثلاً، poly(N-isopropylacrylamide) (بنيبام) أو بولي (ميتاكريليت غليكول أوليجوثيليني) (بوجما) ). على هذا النحو، لفعالية ترجمة إمكانات الهلاميات المائية ثيرموريسبونسيفي لتحديات إيصال الأدوية بالتحكم عن بعد أو تنظم الأيض، خلية السقالات مع الانضباطي الخلية-مواد التفاعلات، المواد ثيرانوستيك مع إمكانات لتصوير وإيصال الأدوية، وغيرها من مثل هذه التطبيقات، مطلوب أسلوب تقديم الهلاميات المائية (إذا كان غير القابلة للتحلل الكامل) على الأقل قادرة على إزالة الكلي بعد عمر المواد المطلوبة. تحقيقا لهذه الغاية، يصف هذا البروتوكول إعداد الهلاميات المائية القابلة للتحلل هيدروليكيا هيدرازوني-كروسلينكيد على عدة جداول طول استناداً إلى التفاعل بين المالئيك وفونكتيوناليزيد ألدهيد ليغومرات بنيبام أو بوجما مع الجزيئية أوزان أقل من حد الترشيح الكلوي. على وجه التحديد، الأساليب اختﻻق ثيرموريسبونسيفي القابلة للتحلل الأكبر الهلاميات المائية (باستخدام أسلوب الحقن برميل مزدوجة)، الجزيئات المائية (في كل عبارة استخدام منصة ميكروفلويديكس تيسير خلط المتزامنة و استحلاب البوليمرات السلائف والنانو من خلال استخدام مدفوعة حرارياً التجميع الذاتي والعابرة للربط أسلوب)، ويرد وصف النانو المائية (باستخدام استراتيجية اليكتروسبينينج رد الفعل). في كل حالة، الهلاميات المائية مع خصائص المراعية لدرجة الحرارة مماثلة لتلك التي تحققت عن طريق الراديكالية الحرة التقليدية العابرة لعمليات الربط يمكن أن يتحقق، ولكن يمكن أن يتحلل بالشبكة هيدرازوني cross-linked على مر الزمن لإعادة تشكيل أوليجوميريك البوليمرات السلائف وإزالة تمكين. على هذا النحو، ونحن نتوقع ستمكن هذه الطرق (والذي قد يكون تطبيقها عموما على أي الاصطناعية البوليمر للذوبان في الماء، وليس مجرد الذكية المواد) الترجمة أسهل من المواد الاصطناعية الذكية للتطبيقات السريرية.
Introduction
المواد الذكية وقد اجتذبت اهتماما كبيرا بسبب إمكاناتها لعكسها “بناء على الطلب” الردود على إشارات خارجية و/أو البيئية. مواد تستجيب لدرجة الحرارة وقد اجتذبت اهتماما خاصا بسبب سلوك بهم أقل من درجة الحرارة (لكست) الحل الحاسم، أسفر هطول الأمطار يحركها درجة الحرارة عند درجة حرارة T > لكست1،2. في سياق الهلاميات المائية ثيرموريسبونسيفي، ويتجلى هذا السلوك درجة الحرارة الحرجة حل أقل عكسها تورم/دو-سولنج الأحداث التي تؤدي إلى أحجام معظم الانضباطي درجة الحرارة (أكبر في T < لكست)3، وأحجام المسام (أكبر في تي < لكست)4، وخصائص السطح البيني (ماء أكثر في T < لكست)5. وهذه التحولات قد طبقت على نطاق واسع في إيصال الأدوية (للمخدرات الخارجية أو تريجيرابل بيئياً الإفراج عن4،،من67)، ثقافة الهندسة وخلايا الأنسجة (لالتصاق الخلايا ثيرموريفيرسيبلي/ تنسل الأطراف8،،من910)، فصل (مسامية الغشاء للتحويل وبيرميبيليتيس أو يدعم التشخيص حرارياً التدوير11،12، 13)، بمعالجة موائع جزيئية (لتشغيل-إيقاف صمامات تنظم تدفق14،15)، ومعدلات انسيابية (ل16من اللزوجة الانضباطي درجة الحرارة). الأكثر شيوعاً بالتحقيق ثيرموريسبونسيفي الهلاميات المائية تستند إلى17من poly(N-isopropylacrylamide) (بنيبام)، على الرغم من أن العمل الكبير (وزيادة) كما أجريت في بولي (ميتاكريليت غليكول أوليجوثيليني) (بوجما)2 ،18 و poly(vinylcaprolactam) (بفكل)19،20. جذبت بوجما خاصة الأخيرة الاهتمام به21،المتوقعة تحسين توافق مع الحياة22وسلوكها لكست سهلة اللحن، في الخلائط التي يمكن التنبؤ بها خطيا من مونومرات مع أرقام مختلفة من أكسيد الإيثيلين وحدات تكرار في قيودهم الجانب يمكن أن يغير لكست من ~ 20 درجة مئوية إلى > 90 ° ج2،23. ومع ذلك، كل من هذه البوليمرات هو أعدها البلمرة الراديكالية الحرة وهكذا يحتوي العمود الفقري الكربون-كربون، إلى حد كبير مما يحد من فائدة محتملة وطواعية هذه البوليمرات في سياق التطبيقات الطبية الحيوية التي تدهور (أو على الأقل القدرة على إزالة الألغام من خلال الترشيح الكلوي) عادة ما يكون شرط.
استجابة لهذا القيد، ونحن قد أبلغت مؤخرا على نطاق واسع في تطبيق الكيمياء هيدرازوني (أي.، رد فعل بين المالئيك والبوليمرات قبل فونكتيوناليزيد ألدهيد) لإعداد نظائرها التحلل من ثيرموريسبونسيفي الهلاميات المائية24،25،،من2627،،من2829. رد الفعل السريع وعكسها بين المجموعات المالئيك والدهيد عند خلط البوليمرات السلائف فونكتيوناليزيد30 تمكن كلا جيليشن في الموقع (تمكين السطحية حقن هذه المواد دون الحاجة للعمليات الجراحية غرس أو أي نوع من التحفيز البلمرة خارجية مثل الأشعة فوق البنفسجية بدء الإشعاع أو المواد الكيميائية) فضلا عن تدهور الشبكة بمعدل تسيطر عليها الكيمياء وكثافة المواقع crosslinking هيدروليكي. وعلاوة على ذلك، بالمحافظة على الوزن الجزيئي للبوليمرات السابقة المستخدمة لتحضير الهلاميات المائية أقل من حد الترشيح الكلوي، الهلاميات المائية باستخدام هذا النهج تتحلل مرة أخرى إلى البوليمرات oligomeric السلائف التي يمكن إزالتها من الجسم25 ،،من2728. ويوفر هذا النهج مقترنة بانخفاض سيتوتوكسيسيتي واستجابة الأنسجة الملتهبة المنخفضة الناجمة عن هذه المواد25،،من2627، أسلوب قابل للنقل المحتمل لاستخدام ثيرموريسبونسيفي يمكن أن تكون ملفقة الهلاميات المائية الذكية في الطب، ولا سيما إذا كان جيدا التي تسيطر عليها نظائرها القابلة للتحلل من هذا القبيل الهلاميات المائية على طول كل المقاييس (السائبة والجزئي ونانو).
في هذا البروتوكول، يصف لنا طرق لجعل البوليمرات الاصطناعية ثيرموريسبونسيفي قبل فونكتيوناليزيد مع الأرقام التي تسيطر عليها من المالئيك ومجموعات ألدهيد، فضلا عن أساليب لتطبيق هذه البوليمرات لإنشاء الهلاميات المائية ذات أبعاد محددة تحديداً جيدا على جداول طول مختلف. على وجه الخصوص، يصف هذه المخطوطة أربعة نهج متميز نحن قد وضعت للتحكم في خلط المالئيك رد الفعل والبوليمرات قبل فونكتيوناليزيد ألدهيد وهكذا إنشاء الشبكات المائية ثيرموريسبونسيفي مع الهندسات محددة تحديداً جيدا و مورفولوجيس:
لإنشاء الهلاميات المائية القابلة للتحلل الأكبر مع أحجام محددة، يتم وصف استراتيجية قولبة التي يتم تحميلها البوليمرات قبل رد الفعل في برميل منفصلة لحقنه مزدوجة الماسورة مزودة المخرج في خلاط ثابت وبعد ذلك شاركت مقذوف في قالب سيليكون مع المائية المرجوة الشكل وأبعاد21،27 (الشكل 1).
الشكل 1 : التخطيطي لتشكيل المائية الأكبر. المالئيك وحلول البوليمر فونكتيوناليزيد ألدهيد (في المياه أو المخزن المؤقت مائي) يتم تحميلها في برميل منفصلة لحقنه برميل مزدوجة وثم مقذوف المشترك من خلال خلاط ثابتة في قالب سيليكون أسطوانية. السريع في الموقع جيليشن عند خلط نماذج المائية كروسلينكيد هيدرازوني، وهو الدائمة الحرة (بمجرد إزالة العفن) في غضون ثوان إلى دقائق اعتماداً على كثافة التركز والمجموعة الوظيفية للبوليمرات السلائف. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
لخلق الجسيمات جل التحلل بمقياس ميكرون، يتم وصف أسلوب رد الفعل ميكروفلويديكس في السلائف التي حلول البوليمر في نفس الوقت مختلطة ومستحلب باستخدام تصميم رقاقة موائع جزيئية الطباعة حجرية templated لينة، وتمكن في وقت لاحق أن جل تشكيل قطرات المختلطة البوليمر القائم على رد الفعل في الموقع بشكل جل المجهرية الدقيقة مع أحجام القوالب قبل31،مستحلب (الشكل 2)32.
الشكل 2 : التخطيطي لتشكيل يمثل جل عن طريق رد الفعل ميكروفلويديكس. (أ، ب) المالئيك وحلول البوليمر فونكتيوناليزيد ألدهيد (في المياه أو المخزن المؤقت مائي) تتغذى بمضخة الحقن في خزانات منفصلة متصلة المصب عبر سلسلة التعرج من قنوات مصممة لإنشاء تدرج ضغط منع الدفق. ثم تمتزج قبل يجري المنفصمة بزيت البارافين المتدفقة من كلا الجانبين (مدفوعة أيضا بمضخة الحقن) البوليمرات والقسري من خلال فوهة، نتج عنه تركز تدفق الإنتاج من مائي قطرات (حل البوليمر) في مرحلة زيت بارافين مستمر (انظر (ب) مثالاً على عملية تشكيل الحبرية ومنطقة فوهة). تتمركز مداخل زيت بارافين اثنين إضافية بعد الفوهة إلى أخرى منفصلة القطرات في القناة جمع للسماح جيلاتيون كاملة قبل إزالة الجسيمات من الاندفاق الصفحي، بعدها ميكروبارتيكولاتي الناجمة عن ذلك والهلام جمعت في كوب المقلبة مغناطيسيا؛ (ج) صورة لعملية توليد الحبرية في الفوهة (لاحظ أن البوليمر المالئيك يسمى اللون الأزرق لتوضيح خلط)
لإنشاء جسيمات جل القابلة للتحلل في النانو، مدفوعة حرارياً رد الفعل التجميع الذاتي هو وصف الأسلوب الذي يتم تسخين حل واحد للبوليمرات السلائف رد الفعل (البوليمر “البذور”) أعلاه، لكست نانواجريجاتي مستقرة هو تشكيل وبعد ذلك كروسلينكيد بإضافة البوليمر السلائف رد الفعل التكميلية (البوليمر “كروسلينكينج”)؛ نانوجيل كروسلينكيد هيدرازوني الناتج يحتوي على حجم القوالب مباشرة عن طريق نانواجريجاتي (الشكل 3)28.
الشكل 3 : التخطيطي لتشكيل نانوجيل عبر يحركها حرارياً رد الفعل التجميع الذاتي. يتم تسخينها محلول مائي يحتوي على البوليمر فونكتيوناليزيد المالئيك (ثيرموريسبونسيفي) أعلاه في انخفاض درجة الحرارة الحل الحاسم لإنشاء نانواجريجاتي أونكروسلينكيد مستقرة. بعد، بوليمر فونكتيوناليزيد ألدهيد إضافة إلى التشعب نانواجريجاتي عن طريق تشكيل السندات هيدرازوني وبالتالي استقرار الجسيمات نانوجيل عند التبريد دون لكست. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
لإنشاء النانو القابلة للتحلل، ويرد وصف أسلوب رد الفعل اليكتروسبينينج التي أرفقت حقنه برميل مزدوجة مجهزة خلاط ثابت في منفذ لها (كما تستخدم في صنع معظم الهلاميات المائية) إلى منصة اليكتروسبينينج قياسية (الرقم 4 )33.
الشكل 4 : التخطيطي لتشكيل nanofiber المائية عن طريق رد الفعل اليكتروسبينينج. شنت حقنه برميل مزدوجة مع خلاط ثابت (تحميل كما هو موضح لجل الهلاميات المائية ولكن أيضا بما في ذلك جزء poly(ethylene oxide) عالية الوزن الجزيئي للمساعدة اليكتروسبينينج) على مضخة الحقن، مع الإبرة في نهاية المحاقن متصل لإمدادات طاقة عالية جهد. كروسلينكينج هيدرازوني يحدث أثناء الغزل العملية حيث عندما يضرب التيار جامع (رقائق الألومنيوم أو قرص ألومنيوم الدورية) مورفولوجية نانوفيبروس هو المحافظة على الألياف. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
تطبيق هذه الأساليب لإنشاء الشبكات المائية الذكية القابلة للتحلل ويتجلى في هذا البروتوكول باستخدام بنيبام أو بوجما البوليمر للفائدة؛ بيد النهج الأساسية التي وصفت يمكن ترجمتها إلى أي البوليمر للذوبان في الماء، أن كان ذلك مع إجراء التعديلات الملائمة للزوجة و (في ما يتعلق التجميع الذاتي نانوجيل تلفيق الأسلوب) استقرار البوليمر قبل تشكيل البذور نانواجريجاتي.
Protocol
Representative Results
Discussion
ونحن قد طبقت بنجاح جميع تقنيات تصنيع هذه أنظمة البوليمر متعددة باستخدام اختلافات طفيفة فقط من الأساليب المذكورة بالتفصيل أعلاه بنيبام وبوجما؛ ومع ذلك، يجب أن يكون المستخدمون هذه البروتوكولات إدراكا للمشاكل المحتملة التي يمكن أن تنشأ عندما يتم استبدال البوليمرات الأخرى في هذه العمليات. على وجه الخصوص، زيادة اللزوجة للبوليمرات السلائف يمكن أن تؤثر سلبا على كل من بروسيسيبيليتي (لا سيما في الأسلوب موائع جزيئية)، فضلا عن كفاءة خلط البوليمرات السلائف اثنين. وبالإضافة إلى ذلك، يجب أن تسيطر في الوقت جيليشن للبوليمرات بمعدل يعتمد على مورفولوجية المستهدفة بغية تجنب جيليشن السابق لأوانه الذي يخدم لتحول دون تدفق أو منع إينتيرديفوسيون للبوليمرات قبل رد الفعل، أساسي للنموذج المطلوب هياكل هلام متجانس. قيود محددة لكل استراتيجية، فضلا عن النهج قد استخدمنا لتكييف هذه النهج لمعالجة هذه القيود في كل مقياس الطول تلفيق، يرد أدناه.
الهلاميات المائية عن طريق حقنه مزدوجة للبرميل بثق المشارك بالجملة
جيليشن الوقت متغيراً رئيسيا لعنصر التحكم لضمان كفاءة تقنية حقنه برميل مزدوجة لتشكيل الهلاميات المائية الأكبر. البوليمرات التي جل سريع جداً عند الاتصال ( 5 s الأفضل (على الرغم من أن ليس مطلوب) لاستخدام هذه التقنية؛ هذا مهم خاصة إذا هي أن يلقي الهلاميات المائية نسخ متماثل للتحليل المادي أو الميكانيكية ضمان أن يلقي المائية كل نفس التكوين. ويمكن تغيير الوقت جيليشن بسهولة عن طريق تغيير كثافة المجموعات الوظيفية رد الفعل على أحد أو سلائف البوليمرات (مجموعة وظيفية أقل كثافة مما يؤدي إلى جيليشن أبطأ) أو تغيير تركيز البوليمرات السلائف المستخدمة لتكوين (هلام خفض تركيزات مما أدى إلى جيليشن أبطأ)21. بدلاً من ذلك، استبدال مجموعة ألدهيد (رد الفعل أكثر) مع مجموعة كيتون (رد الفعل أقل) اليكتروفيلي في زوج التبلور إلى حد كبير يقلل من الوقت جيليشن دون تغيير إلى حد كبير تكوين المائية الناتجة عن35 ; البوليمرات المحضرة مخاليط ألدهيد وكيتون من السلائف أحادي يمكن استخدامها لضبط الوقت جيليشن كما هو مطلوب دون تغيير تركيز سلائف البوليمرات المستخدمة (ومن ثم النسبة المئوية الشامل للمواد الصلبة في الجل الناتجة عن تشكيل).
ونلاحظ أيضا أن يلقي المائية الأولى لا يتمتعون دائماً نفس خصائص اللاحقة الهلاميات المائية المدلى بها، ملاحظة يعزى إلى الاختلافات الطفيفة في معدل فيها محتويات البراميل هما فعلا إلى خلاط ثابت. نتيجة لذلك نحن عادة رئيس المحاقن برميل مزدوجة بالانبثاق صغيرة (< 0.3 مل) جزء جل قبل الشروع في عملية الصب للتقليل من هذه التقلبات. أخيرا، بينما لا مشكلة عادة عند استخدام oligomeric البوليمرات الاصطناعية قبل، لزوجة حلول البوليمر السلائف واحد أو أكثر يمكن أن تشكل تحديا في إطار هذا الأسلوب، سواء من حيث تسهيل تدفق الاكتئاب الإبهام بسيطة باستخدام فضلا عن تشجيع الاختلاط فعالة داخل خلاط ثابت. ومع ذلك، بعض الشيء المثير للدهشة، حتى حلول البوليمر السلائف مع اللزوجة المختلفة حادا لا تزال تشكل الهلاميات المائية متجانساً نسبيا باستخدام المرفقات خلاط الثابتة المبينة في القائمة أجزاء (مثلاً، بنيبام مع ارتفاع الجزيئية الوزن الكربوهيدرات26)، مما يوحي بأن الشواغل المتعلقة بخلط غير فعالة نتيجة لسوء المتطابقة اللزوجة قد لا تكون كبيرة على الأقل بمقياس الأكبر. إذا لزم الأمر، استخدام مضخة الحقن (بدلاً من الإبهام) إلى تدفق محرك الأقراص و/أو استخدام إبرة قياس أكبر عند المنفذ يمكن أن تساعد في التغلب على المسائل المرتبطة اكسترودابيليتي في هذه النظم.
الهلاميات المائية عبارة عن طريق رد الفعل ميكروفلويديكس
أن الخطوة الرئيسية المرتبطة بنهج ميكروفلويديكس لتصنيع يمثل جل هو فتيلة شرائح ميكروفلويديكس مع البوليمرات رد الفعل اثنين. إذا تم تسليم البوليمرات مع الضغوط المختلفة أو بمعدلات مختلفة إلى شرائح، الضغط التفاضلي يمكن أن تدفع الدفق حل البوليمر أحد السلائف إلى الخزان (أو على الأقل نحو الخزان) من البوليمر السلائف الأخرى. هذه النتائج في جيليشن المنبع من تكوين الجسيمات، وعرقلة تدفق فعال وهكذا تحتاج إلى التخلص من شرائح. المسار ملتويا مطبوع بين كل خزان ونقطة الاختلاط يخلق مقاومة كبيرة للدفق؛ ومع ذلك، حتى عامل مدربين سوف أحياناً جل شريحة قبل التوصل إلى نظام تدفق مستقر. استناداً إلى تجربتنا، بين 1-2 دقيقة مطلوب عادة لتحقيق استقرار تدفقات عقب الشروع في تشكيل الحبرية (على مدى الوقت الذي نسبيا بوليديسبيرسي هلام المجهرية الدقيقة تنتج)؛ إذا كان أي مشاكل لوحظت خلال 5-10 دقائق الأولى من العملية، من المرجح أن ساعات عديدة لإنتاج الجسيمات مونوديسبيرسي المستمر يمكن أن يتحقق. استخدام البوليمرات السلائف مع اللزوجة نسبيا جيدا المتطابقة، فضلا عن أوقات جيليشن غير لحظية (على الأقل > 15 s الأفضل) يساعد كثيرا في تجنب مثل هذه المشاكل، وتشجيع تكوين تدفقات مستقرة.
علما أن تدفق مختلف معدلات تتراوح بين 0.01-0.1 مل/ح في المرحلة المائية ومل 1.1-5.5/ح في مرحلة النفط قد تم اختبارها باستخدام هذا تصميم الرقائق، مما أدى إلى تصنيع جزيئات في حجم مجموعة ~ 25-100 ميكرومتر وفقا للقص المطبقة في تركز تدفق مفترق الطرق؛ مساواة معدلات تدفق أسرع للقص أعلى وهكذا تشكل جسيمات أصغر31،32. يتراوح معدل تدفق النفط مع المحافظة على انخفاض معدل مجموع التدفقات المائية (~0.03 مل/ساعة، كما ورد في البروتوكول) تبين أن الأكثر فعالية التحكم بحجم يمثل جل دون المساس مونوديسبيرسيتي أو عمر الجهاز، وكانت كل منها ولاحظ أن ينخفض إلى حد كبير في نهاية أعلى من المعدلات المذكورة مجموع تدفق مائي. أكبر معدلات تدفق النفط (> 5.5 مل/ساعة) لإنشاء جسيمات أصغر ممكنة، ولكن زادت من مخاطر رقاقة تنسل الأطراف (حد مشترك مصادفة مع رقائق موائع جزيئية PDMS المستعبدين من البلازما). الترابط والرقائق باستخدام أسلوب آخر قد تمكن أسرع معدلات التدفق وهكذا الإنتاج يمثل جيل أصغر، وهي استراتيجية أننا ندرس حاليا. خفض حجم الفوهة قد يساعد أيضا على تقليل حجم المجهرية الدقيقة التي يمكن أن تنتج، أن كان في تزايد خطر جيليشن سابق لأوانه قبل تشكيل الجسيمات. تباطؤ معدلات تدفق تميل إلى تؤدي إلى تدفق القلاقل وهكذا بوليديسبيرسيتيس أعلى وزيادة خطر الإصابة برقاقة جيليشن؛ ويمكن التغلب على هذا القيد باستخدام نظام مراقبة تدفق موائع جزيئية الأقنية التي قد الاستقرار أعلى ودقة أعلى من مضخات الحقن القياسية المستخدمة في هذا البروتوكول.
اختيار النفط كان حاسما لنجاح هذا البروتوكول، كزيوت أثقل (مواتية من حيث منع التكتل يمثل جل بعد جمع) أدت إلى تشكيل الجسيمات كثير أقل اتساقا في الفوهة من زيت السيليكون الخفيفة أفادت في البروتوكول. نحن افترض هذا الحد من إمكانية تكرار نتائج نتيجة لانخفاض اتساق ضخ حقنه من الزيوت أثقل، مما يؤدي إلى متغير أكثر القص عند نقطة خلط. تجنب جل يمثل التجميع في قارورة جمع كان أيضا تحديا، لا سيما فورا على الخروج من الجهاز موائع جزيئية عند هذه النقطة في الموقع جيليشن لم تكن كاملة وكبيرة الأرقام المتاحة رد الفعل الوظيفية مجموعات متاحة لشكل الجسور بين اصطدام الجسيمات في الحمام جمع. التصدي لهذا التحدي من خلال: زيادة طول القناة الخروج على رقاقة موائع جزيئية نفسها، والحفاظ على جل المجهرية الدقيقة في التدفق الصفحي لفترة أطول من الوقت لتعزيز جيليشن أكثر اكتمالا؛ إضافة القنوات الجانبية بعد الفوهة لتغذية المزيد من النفط إلى شرائح ومن ثم فصل أفضل جل المجهرية الدقيقة في هذه القناة بعد خلط دون التأثير على ميادين القص في فوهة نفسها أو أن معدل إنتاج الجسيمات؛ وإضافة خلاط مغناطيسي إلى قارورة جمع لتجنب جل يمثل الترسيب والحفاظ على متوسط فصل أكبر بين الجزيئات المجاورة. في حين أن المرجح أن تحسين استقرار الجهاز البوليمرات التبلور بطيئا للغاية والتقليل من القضايا مع فتيلة، لوحظت هذه النظم أيضا زيادة كبيرة في مخاطر جل يمثل التجميع، كعدد أكبر من المجموعات الوظيفية رد الفعل ما زال الممتص (وهكذا قادرة على الجسور بين الجسيمات في النموذج) على مدى فترة أطول من الزمن. على هذا النحو، تظهر مرات جيليشن بناء على أمر من 15-60 ثانية يكون الحل الأمثل لهذا الأسلوب: بطيئة تستهلك ما يكفي لتمكين فتيلة ولكن سرعة كافية لضمان رد الفعل أكثر المجموعات الوظيفية قبل المجهرية الدقيقة جل تخرج القناة الاندفاق الصفحي إلى جمع قارورة.
وأخيراً، إزالة النفط قولبة ضروري لتضمن احتفاظ الجسيمات الناتجة عن خصائص ذكية من المتوقع استناداً إلى تكوين البوليمرات قبل إضافتها وتمكين استخدام هذه الجزيئات في سياق الطب الحيوي. بينتان الغسيل الإجراء الموصوف كانت فعالة للغاية في هذا الصدد لجل العامة يمثل الإنتاج. ومع ذلك، يتطلب تطبيق هذه التقنية في سياق الطب الحيوي مباشر (مثلاً، تغليف خلية على رقاقة) إعادة تقييم لهذا البروتوكول. وقد بحثنا أيضا استخدام زيت الزيتون، واقترح أن تكون الخلايا نفط خاملة أكثر في سياق الاتصال36، كما مشتت. إذا كان ممكناً تشكيل الجسيمات، يمثل جل السكان كانت كثير بوليديسبيرسي أكثر مما يمكن تحقيقه مع الزيت المعدني، على الأقل مع تصميم الشريحة الحالية. وهكذا، بينما يبدو أن الرقاقة قابلة للتكيف للبوليمرات الاصطناعية والطبيعية بوليمر هلام يمثل تشكيل31، تصميم تعديل قد يكون مطلوباً لاستغلال هذه التقنية على نطاق أوسع عبر كافة التركيبات الممكنة المادية.
النانو الهلاميات المائية عن طريق رد الفعل التجميع الذاتي
تم تشكيل نانوجيلس باستخدام مجموعة واسعة جداً من معالجة الظروف، بما في ذلك تركيزات مختلفة من بوليمر البذور (0.5-2 wt %)، نسب مختلفة من crosslinking:seed البوليمر (0.05-0.2)، ودرجات حرارة مختلفة (40-80 درجة مئوية)، مختلف (سرعة خلط 200-800 لفة في الدقيقة)، وتدفئة مختلفة الأوقات بعد إضافة البوليمر (2-60 دقيقة) كروسلينكير28. فيما يتعلق بتركيزات، الاتجاهات التي لوحظت بشكل عام كما سوف يمكن التنبؤ، بتركيزات أعلى من بوليمر البذور يؤدي إلى نانوجيلس أكبر وأعلى نسب من البوليمر crosslinker:seed يؤدي إلى نانوجيلس مع أعلى كثافة التشعب وأقل وبالتالي ثيرموريسبونسيفيتيس. وينبغي التشديد على أن زيادة بوليمر البذور تركيز عالية جداً يؤدي في نهاية المطاف المجمع التجميع بدلاً من نانواجريجيشن، تمشيا مع ما لوحظ في عملية الترسيب التقليدية الحرة الراديكالية لتشكيل ثيرموريسبونسيفي نانوجيلس3. كما عثر على أقصر تدفئة مرات أن تكون مواتية لتشكيل أصغر حجماً وأكثر مونوديسبيرسي الجسيمات. نحن افترض أن عقد في نانواجريجاتي في أوقات أطول في درجة حرارة فوق لكست أحد أو كلا من البوليمرات السلائف يزيد من احتمال التراكم عند الاصطدام نانوجيل، مع زيادة hydrophobicity من السندات هيدرازوني نسبة إلى أما السلائف ألدهيد أو المالئيك المجموعات الوظيفية مما يجعل هذا التجميع على الأرجح كما هو زيادة درجة crosslinking تحقيقه. في نهاية المطاف، أقصر تدفئة الأوقات بإيجابية من وجهة نظر عملية، كما يمكن أن تشكل عدد سكان نانوجيل مونوديسبيرسي في أقل من 2 دقيقة بعد إضافة البوليمر كروسلينكير؛ تم العثور على 10 دقيقة لوقت أطول يمكن أن تنتج دائماً نانوجيلس مونوديسبيرسي بينما يسمح أيضا لإنتاج أكثر شدة كروسلينكيد نانوجيلس. من المثير للاهتمام، الأسلوب ملحوظ غير مبال بالاختلاط، مع أحجام الجسيمات متطابقة تقريبا وتوزيع حجم الجسيمات الناتجة عن خلط سرعات مختلفة، أو حتى توسيع نطاق هذه العملية إلى كميات أكبر. بينما في البداية فوجئت بهذه النتيجة، فإنه يحتمل يتحدث إلى الدور الأساسي للديناميكا الحرارية في تنظيم الإنتاج نانوجيل.
لتحقيق بوليديسبيرسيتيس منخفضة، يبدو استقرار الغروية ودرجة الماء نانواجريجاتي المتغيرات الرئيسية. على سبيل المثال، يؤدي نانواجريجاتيس المعدة باستخدام البوليمرات فونكتيوناليزيد المالئيك أكثر ماء كالبذور بدلاً من البوليمرات فونكتيوناليزيد ألدهيد أقل ماء إلى نانوجيلس مع بوليديسبيرسيتيس أقل بكثير. الفرق بين درجة حرارة الجمعية التجريبية ولكست من البوليمر البذور ضروري أيضا. تعمل في درجة حرارة فوق بوليمر البذور لكست ((T-LCST) < 5 درجة مئوية) ويوفر أعلى احتمال تشكيل نانوجيل مونوديسبيرسي؛ تعمل جيدا أعلاه لكست يخلق نانواجريجاتيس مسعور وقد أنهار أكثر أنه من المرجح إلى الكلية وأقل احتمالاً التشعب، أثناء التشغيل أدناه نتائج لكست في بوليمر بذور غير المضغوط نسبيا التي لا يمكن أن يكون فعالاً أو تكاثر كروسلينكيد. للتنبؤ بأفضل مونوديسبيرسيتي الجسيمات، نوصي أولاً إجراء مسح الأشعة فوق البنفسجية/مقارنة لقياس بداية لكست البوليمر البذور وبعد ذلك القيام بعملية التجميع الذاتي عند درجة حرارة 1-2 درجة مئوية فوق ذلك لكست.
لاحظ أن نانوجيلس المنتجة باستخدام هذا الأسلوب يمكن المجففة بالتبريد وريديسبيرسيد دون أي تغيير في الاستقرار الغروية، غالباً ما تكون غير ممكنة لهياكل تجميعها ذاتيا، وفي رأينا يمكن أن تعزى إلى أسلوب تحقيق الاستقرار كروسلينكينج لدينا. ونتوقع أيضا أن البوليمر البذور فقط يجب أن تكون ثيرموريسبونسيفي لهذا الأسلوب للعمل؛ استخدام البوليمرات التي أما غير المستجيبة أو الاستجابة للمحفزات الأخرى العابرة للربط يمكن زيادة توسيع نطاق انطباق هذا الأسلوب في نهاية المطاف. أخيرا، حيث خلط البوليمرات السلائف رد الفعل اثنين في هذه الحالة السلبية بدلاً من وقت جيلاتيون النشط، أقل أهمية بكثير من حيث مراقبة العملية بالنسبة لاستراتيجيات التصنيع الأخرى الموصوفة. ومع ذلك، حتى في هذا الأسلوب، حفظ الوقت الإجمالي crosslinking < 30 دقيقة أمر مرغوب فيه التقليل من خطر تراكم الجسيمات.
نانوفيبروس الهلاميات المائية عن طريق رد الفعل اليكتروسبينينج
التحكم في الوقت جيليشن للبوليمرات قبل رد الفعل أمر ضروري لنجاح جل nanofiber الإنتاج مرة أخرى. على وجه الخصوص، مطابقة تقريبا وقت الإقامة للبوليمرات السلائف في خلاط ثابت (الذي تسيطر عليه تغيير معدل التدفق للحل من المحاقن مزدوجة الماسورة وكذلك طول وتورتوسيتي من خلاط ثابت) مع جيليشن الأكبر الوقت للبوليمرات السلائف ضروري على حد سواء للحفاظ على سبينابيليتي، فضلا عن ضمان crosslinking فعالة من نسج الألياف بين الإبرة وجامع. جيلاتيون أسرع يؤدي إلى عدم فعالية التنمية مخروط تايلور وهكذا جل سبينابيليتي الفقيرة، بينما نتائج جيلاتيون أبطأ في محلول مائي بدلاً من جل ضرب جامع، أسفر عن نشر وتكوين طبقة رقيقة في نهاية المطاف بدلاً من النانو. تعمل في أوقات الإقامة أدناه قليلاً جيليشن معظم الوقت قد وجد أيضا أن تكون فعالة (ويفضل في الواقع الحد من خطر انسداد إبرة) نظراً لتبخر الماء كما هو نسج الحل الفعال يركز البوليمرات السلائف في تيار وهكذا تسارع حركية جيليشن أثناء عملية الغزل. في هذا السياق نفسه، تعمل في أعلى الإبرة لجامع المسافات (> 10 سم) هو مواتية عموما في هذه العملية، كما مسافات أقصر خفض الوقت المتاح لتبخر الماء ومن ثم تتطلب رقابة أكثر صرامة على العلاقة بين وقت الإقامة والوقت جيليشن من أجل الحفاظ على منتج نانوفيبروس.
لاحظ أن استخدام مكتب الأخلاقيات المهنية (أو أخرى عالية الوزن الجزيئي والبوليمر اليكتروسبون بسهولة) يعتبر عنصرا أساسيا في هذا البروتوكول تعزيز تشكيل نانوفيبير، ليغومرات بوجما قصيرة وتشعبت العالية وحدها لا تصل إلى درجة كافية من شرك للحث على اليكتروسبينينج؛ بدلاً من ذلك، اليكتروسبراي نتائج عملية في جميع ظروف اختبار لتركيبات بوجما فقط (على الرغم من أن هذا قد يكون أيضا تطبيقات لصنع جزيئات جل التحلل باستخدام الكيمياء نفس هذا). بتركيز مكتب الأخلاقيات المهنية أدنى من 1% بالوزن (الوزن الجزيئي MDa 1) مطلوب للحفاظ على مورفولوجيا نانوفيبروس تماما. ملاحظة أن مكتب الأخلاقيات المهنية يمكن إزالتها من الألياف عقب إجراء مغطس بسيط (المياه، ح 24) دون الإخلال بسلامة الشبكة نانوفيبروس؛ وبهذه الطريقة، يعمل مكتب الأخلاقيات المهنية أكثر كوسيلة مساعدة اليكتروسبينينج عابرة من أحد مكونات أساسية للمنتج النهائي نانوفيبروس. لاحظ أيضا أن أنواع مختلفة من جامعي، بما في ذلك رقائق الألومنيوم بسيطة (لخلق طبقة رقيقة الهلاميات المائية التي يمكن ديلاميناتي من جامع على مغطس) فضلا عن قرص ألومنيوم الدورية (لإنشاء السقالات سمكا) يمكن استخدامها بالاقتران مع هذا نفسه تقنية، ووفرت المتغيرات الأخرى عملية التحكم في معدل جيلاتيون ومعدل اليكتروسبينينج ومعدل تبخر الماء أثناء اليكتروسبينينج تظل دون تغيير.
من المثير للاهتمام، اعتماداً على الطريقة التي استخدمت لإعداد مورفولوجيس مختلفة، لوحظت اختلافات كبيرة في أوقات التدهور الهلاميات المائية أعد من السلائف المائية نفسها. على سبيل المثال، تخفض بوجما نانوفيبروس الهلاميات المائية أبطأ من معظم بوجما الهلاميات المائية مع نفس التكوين رغم أعلى بكثير من مساحة السطح والوصول إلى الماء يتحلل السندات هيدرازوني وهكذا. ونحن وتتعلق هذه الاختلافات إلى التناقضات الكامنة بين البروتوكولات وصف من ناحية هندسة خلط البوليمرات السلائف، مما قد يؤدي إلى هوموجينيتيس هلام الداخلية ومورفولوجيس التي تختلف اختلافاً كبيرا في في الموقع تركيز البوليمر السلائف على مقياس الوقت نفسه جيليشن، ذات أهمية خاصة في اليكتروسبينينج بسبب تبخر الماء المتزامن و crosslinking ولاحظ في هذه العملية. بينما نوعا ما وهذا قد تعقيد اختيار سلائف البوليمرات إذا البوليمر واحدة موجهة للاستخدام في كل بروتوكول، قد تقدم أيضا فرصة تقنية من حيث جعل الهلاميات المائية مع واحد من التركيب الكيميائي ولكن الخصائص الفيزيائية مختلفة جداً.
إجمالاً، توفر الأساليب الموصوفة استراتيجية لاختلاق نظائرها التحلل (أو على الأقل رينالى كليرابل) البوليمرات ثيرموريسبونسيفي عدة جداول طول (السائبة والجزئي ونانو)، ومع أنواع متعددة من الهياكل الداخلية (جسيمات أو ألياف). هذه البروتوكولات معالجة الحواجز الرئيسية للترجمة الناجحة من مواد ثيرموريسبونسيفي الاصطناعية أعد تقليديا في مجال الطب الحيوي: إينجيكتابيليتي والتحلل. ونحن نواصل استكشاف تطبيق هذه المواد في إيصال الأدوية والأنسجة بدءاً من استهداف المادية من السرطانات، التطبيقات الهندسية نقل المخدرات عبر حاجز الدم – المخ، تقديم العلاج للبروتينات في الجزء الخلفي من العين، واتجاهات نمو الأنسجة، والالتصاق ثيرموريفيرسيبلي والتفريق بين الخلايا، وبين التطبيقات الأخرى.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
التمويل من العلوم الطبيعية والهندسة بحوث المجلس من كندا (مقدمة)، إنشاء مقدمة-برنامج العنوان نفسه (التصميم المتكامل لمصفوفات خارج الخلية)، 20/20: مقدمة شبكة البحوث الحيوية العيون، ووزارة أونتاريو للبحوث و من المسلم به البرنامج “المبكر الباحث جوائز” الابتكار.
Materials
| Chemicals | |||
| 2,2 – azobisisobutryic acid dimethyl ester | Wako Chemicals | 101138 | |
| Di(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (M(EO)2MA) | Sigma Aldrich | 447927 | 188.2 g/mol, n=2 ethylene oxide repeat units |
| Oligo (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (OEGMA475) | Sigma Aldrich | 447943 | 475 g/mol, n=8-9 ethylene oxide repeat units |
| Acrylic acid (AA), 99% | Sigma Aldrich | 147230 | |
| Thioglycolic acid (TGA), 98% | Sigma Aldrich | T3758 | |
| Dioxane, 99% | Caledon Labs | 360481 | |
| Nitrogen, UHP grade | Air Liquide | Alphagaz1 765A-44 | |
| Adipic acid dihydrazide (ADH), 98% | Alfa Aesar | A15119 | |
| N'-ethyl-N-(3- dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC, x%) | Carbosynth | FD05800 | |
| Hydrochloric acid (HCl), 37% | Sigma Aldrich | 320331 | |
| Sodium hydroxide (NaOH), 97% | Sigma Aldrich | 221465 | |
| Aminoacetyl aldehyde dimethyl acetal, 99% | Sigma Aldrich | 121967 | |
| 4-Hydroxy-TEMPO, 97% | Sigma Aldrich | 176141 | |
| Methacryloyl chloride,97x% | Sigma Aldrich | 523216 | |
| Petroleum ether, 95% | Sigma Aldrich | 32047 | |
| Magnesium sulfate, 99.5% | Sigma Aldrich | M7506 | |
| tert-Butyl methyl ether, >99.0% | Sigma Aldrich | 443808 | |
| Phosphate buffered saline | BioShop | PBS405.1 | 1x, pH 7.3-7.5 |
| N-isopropylacrylamide, 99% | J&K Scientific | 258717 | Recrystallized from 60% hexanes/40% toluene |
| Ethanol, anhydrous | Commerical Alchols | P016EAAN | |
| Span 80 | Sigma Aldrich | S6760 | |
| Heavy paraffin oil | Caledon Labs | 1326197 | |
| Pentane, reagent grade | Caledon Labs | 1/10/7800 | |
| Poly (ethylene oxide) average Mv 600,000 | Sigma Aldrich | 182028 | |
| Supplies essential for synthesis and hydrogel fabrication | |||
| Rotary evaporator | Heidolph | G3 | |
| Dialysis tubing (3500 Da molecular weight cut-off) | Spectrum Labs | 28170-166 | Vol/length= 6.4mL/cm |
| Double barrel syringe | Medmix | L series | L series, 2.5 mL, 1:1 volume ratio |
| Static mixer | Medmix | L series | L series, 2.5 mL, 1:1 volume ratio, 1.5" length |
| Silicone rubber sheet, 1/16" thickness | McMaster-Carr | 9010K12, 30A Durometer (Super Soft) | |
| Syringe pump | KD Scientific | KDS Legato 200 | Infuse Only Dual Syringe Pump |
| High voltage power supply | Spellman | 230-20R | 0 to 20 kV |
| Microfluidic Chip Fabrication | |||
| Silicon wafer | University Wafer | 2080 | D = 76.2 mm; 380 µm thickness; P-doped; <100> orientation |
| SU-8 100 | MicroChem | Y131273 | |
| SU-8 Developer | MicroChem | Y020100 | |
| Custom 2.5" spincoater | Built in-house | N/A | |
| Mask Aligner | KARL SUSS | MJB3 UV400 (with a 276 W lamp) | |
| Masterflex L/S 13 Silicone Tubing | Cole Parmer | OF-96400-13 | Peroxide-cured |
| Dow Corning Sygard 184 Silicone Elastomer Base | Ellsworth Adhesives | 4019862 | |
| Dow Corning Sygard 184 Silicone Elastomer Curing Agent | Ellsworth Adhesives | 4019862 | |
| High Power Plasma Cleaner | Harrick | PDC-002-HP | |
| Characterization Instruments | |||
| Mach 1 micromechanical tester | Biomomentum | LB007-EN | |
| Cellstar tissue culture 12 well plate | Greiner Bio-one | 665 180 | |
| Cell culture insert for 12 well plate | Corning | 08-771-12 | 8 µm pore size |
| Optical microscope | Olympus BX51 optical microscope | BX51 | |
| Temperature-controlled microscope stage | Linkam Scientific | THMS600 | |
| Gel permeation chromatograph (GPC) | Waters | 590 HPLC Pump | Waters Styragel columns (HR2, HR3, HR4; 30 cm x 7.8 mm (ID); 5 mm particles), Waters 410 refractive index detector |
| Dynamic light scattering (DLS) | Brookhaven | 90Plus Particle Size Analyzer | |
| Transmission electron microscopy (TEM) | TEMSCAN | JEOL 1200EX | Accelerating voltage 100 kV |
| Scanning electron microscopy (SEM) | Tescan | Vega II LSU | Accelerating voltage 10 kV |
| Microsquisher | CellScale Biomaterials Testing | MS-50M-01 |
References
- Heskins, M., Guillet, J. E. Solution Properties of Poly(N-isopropylacrylamide). J. Macromol. Sci. A. 2 (8), 1441-1455 (1968).
- Lutz, J. -. F., Akdemir, &. #. 2. 1. 4. ;., Hoth, A. Point by Point Comparison of Two Thermosensitive Polymers Exhibiting a Similar LCST: Is the Age of Poly(NIPAM) Over. J. Am. Chem. Soc. 128 (40), 13046-13047 (2006).
- Pelton, R. H., Chibante, P. Preparation of Aqueous Lattices with N-Isopropylacrylamide. Colloids Surf. 20 (3), 247-256 (1986).
- Palasis, M., Gehrke, S. H. Permeability of Responsive Poly(N-Isopropylacrylamide) Gel to Solutes. J. Controlled Release. 18 (1), 1-11 (1992).
- Kawaguchi, H., Fujimoto, K., Mizuhara, Y. Hydrogel Microspheres .3. Temperature-Dependent Adsorption of Proteins on Poly-N-Isopropylacrylamide Hydrogel Microspheres. Colloid Polym. Sci. 270 (1), 53-57 (1992).
- Okuyama, Y., Yoshida, R., Sakai, K., Okano, T., Sakurai, Y. Swelling Controlled Zero-Order and Sigmoidal Drug-Release from Thermoresponsive Poly(N-Isopropylacrylamide-Co-Butyl Methacrylate) Hydrogel. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 4 (5), 545-556 (1993).
- Snowden, M. J. The Use of Poly(N-Isopropylacrylamide) Lattices as Novel Release Systems. J. Chem. Soc. – Chem. Comm. (11), 803-804 (1992).
- Haraguchi, K., Takehisa, T., Ebato, M. Control of cell cultivation and cell sheet detachment on the surface of polymer/clay nanocomposite hydrogels. Biomacromolecules. 7 (11), 3267-3275 (2006).
- Lee, B., et al. Initiated chemical vapor deposition of thermoresponsive poly(N-vinylcaprolactam) thin films for cell sheet engineering. Acta Biomater. 9 (8), 7691-7698 (2013).
- Cole, M. A., Voelcker, N. H., Thissen, H., Griesser, H. J. Stimuli-responsive interfaces and systems for the control of protein-surface and cell-surface interactions. Biomaterials. 30 (9), 1827-1850 (2009).
- Feil, H., Bae, Y. H., Feijen, J., Kim, S. W. Molecular Separation by Thermosensitive Hydrogel Membranes. J. Membrane Sci. 64 (3), 283-294 (1991).
- Kim, J., Park, K. Smart hydrogels for bioseparation. Bioseparation. 7 (4-5), 177-184 (1998).
- Yamashita, K., Nishimura, T., Nango, M. Preparation of IPN-type stimuli responsive heavy-metal-ion adsorbent gel. Polym. Adv. Tech. 14 (3-5), 189-194 (2003).
- Ziolkowski, B., Czugala, M., Diamond, D. Integrating stimulus responsive materials and microfluidics: The key to next-generation chemical sensors. J. Intelligent Mater. Syst. Struct. 24 (18), 2221-2238 (2013).
- Zhang, Y., Kato, S., Anazawa, T. A flap-type hydrogel actuator with fast responses to temperature. Smart Mater. Struct. 16 (6), 2175-2182 (2007).
- Suzuki, D., Taniguchi, H., Yoshida, R. Autonomously Oscillating Viscosity in Microgel Dispersions. J. Am. Chem. Soc. 131 (34), 12058-12059 (2009).
- Schild, H. G. Poly(N-isopropylacrylamide): Experiment, Theory and Application. Prog. Polym. Sci. 17, 163-249 (1992).
- Oh, J. K., Min, K., Matyjaszewski, K. Preparation of poly (oligo (ethylene glycol) monomethyl ether methacrylate) by homogeneous aqueous AGET ATRP. Macromolecules. 39 (9), 3161-3167 (2006).
- Vihola, H., Laukkanen, A., Tenhu, H., Hirvonen, J. Drug Release Characteristics of Physically Cross-Linked Thermosensitive Poly(N-vinylcaprolactam) Hydrogel Particles. J. Pharm. Sci. 97 (11), 4783-4793 (2008).
- Zhang, L. F., Liang, Y., Meng, L. Z. Thermo-sensitive amphiphilic poly(N-vinylcaprolactam) copolymers: synthesis and solution properties. Polym. Adv. Tech. 21 (10), 720-725 (2010).
- Smeets, N. M. B., Bakaic, E., Patenaude, M., Hoare, T. Injectable and tunable poly(ethylene glycol) analogue hydrogels based on poly(oligoethylene glycol methacrylate). Chem. Comm. 50 (25), 3306-3309 (2014).
- Lutz, J. -. F. Polymerization of oligo (ethylene glycol)(meth) acrylates: toward new generations of smart biocompatible materials. J. Polym. Sci. A. 46 (11), 3459-3470 (2008).
- Lutz, J. -. F., Hoth, A. Preparation of Ideal PEG Analogues with a Tunable Thermosensitivity by Controlled Radical Copolymerization of 2-(2-Methoxyethoxy)ethyl Methacrylate and Oligo(ethylene glycol) Methacrylate. Macromolecules. 39 (2), 893-896 (2006).
- Patenaude, M., Campbell, S., Kinio, D., Hoare, T. Tuning Gelation Time and Morphology of Injectable Hydrogels Using Ketone-Hydrazide Cross-Linking. Biomacromolecules. 15 (3), 781-790 (2014).
- Patenaude, M., Hoare, T. Injectable, Degradable Thermoresponsive Poly(N-isopropylacrylamide) Hydrogels. ACS Macro Lett. 1 (3), 409-413 (2012).
- Patenaude, M., Hoare, T. Injectable, Mixed Natural-Synthetic Polymer Hydrogels with Modular Properties. Biomacromolecules. 13 (2), 369-378 (2012).
- Smeets, N. M. B., Bakaic, E., Patenaude, M., Hoare, T. Injectable poly(oligoethylene glycol methacrylate)-based hydrogels with tunable phase transition behaviours: Physicochemical and biological responses. Acta Biomater. 10 (10), 4143-4155 (2014).
- Sivakumaran, D., Mueller, E., Hoare, T. Temperature-Induced Assembly of Monodisperse, Covalently Cross-Linked, and Degradable Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels Based on Oligomeric Precursors. Langmuir. 31, 5767-5778 (2015).
- Bakaic, E., Smeets, N. M. B., Dorrington, H., Hoare, T. “Off-the-shelf” thermoresponsive hydrogel design: tuning hydrogel properties by mixing precursor polymers with different lower-critical solution temperatures. RSC Adv. 5 (42), 33364-33376 (2015).
- Bulpitt, P., Aeschlimann, D. New strategy for chemical modification of hyaluronic acid: Preparation of functionalized derivatives and their use in the formation of novel biocompatible hydrogels. J. Biomed. Mater. Res. 47 (2), 152-169 (1999).
- Kesselman, L. R. B., Shinwary, S., Selvaganapathy, P. R., Hoare, T. Synthesis of Monodisperse, Covalently Cross-Linked, Degradable “Smart” Microgels Using Microfluidics. Small. 8 (7), 1092-1098 (2012).
- Sivakumaran, D., Mueller, E., Hoare, T. Microfluidic production of degradable thermoresponsive microgels based on poly(N-isopropylacrylamide). Soft Matter. , (2016).
- Xu, F., Sheardown, H., Hoare, T. Reactive Electrospinning of Degradable Poly(oligoethylene glycol methacrylate)-Based Nanofibrous Hydrogel Networks. Chem. Comm. 52 (7), 1451-1454 (2016).
- Troll, K., et al. The collapse transition of poly(styrene-b-(N-isopropyl acrylamide)) diblock copolymers in aqueous solution and in thin films. Colloid Polym. Sci. 286 (8), 1079-1092 (2008).
- Patenaude, M., Campbell, S., Kinio, D., Hoare, T. Tuning Gelation Time and Morphology of Injectable Hydrogels Using Ketone-Hydrazide Cross-Linking. Biomacromolecules. 15 (3), 781-790 (2014).
- Kelly, T. A., Felder, M. S., Ollar, R. A. Inducing Apoptosis in a Mammalian Cell by Contacting with Paraffin or Agar. US Patent. , (2001).
