Molecular Dynamics Simulation of the Hydration Lubrication Mechanism of CS-MPC/CS-ChS NPs

分子动力学 润滑 机制(生物学) 化学 化学工程 化学物理 动力学(音乐) 材料科学 纳米技术 计算化学 物理 复合材料 量子力学 声学 工程类
作者
Ximing Cai,Yan Ding,Haofeng Qiu,Dangsheng Xiong
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.4c03876
摘要

Osteoarthritis (OA) remains a significant clinical challenge, with current treatments like sodium hyaluronate injections offering limited efficacy due to suboptimal lubrication and rapid degradation. In this study, we explored an advanced solution to these issues by investigating the colubrication mechanism of a composite biolubricant consisting of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine-modified chitosan (CS-MPC) and chondroitin sulfate-modified chitosan nanoparticles (CS-ChS NPs) using molecular dynamics (MD) simulations. Results show that the composite lubricant outperforms individual CS-MPC or CS-ChS NPs, exhibiting a lower coefficient of friction (COF) and a superior load-bearing capacity. The CS-MPC/CS-ChS NP system maintains a consistent compression ratio of -0.5% under different external pressures and exhibited a low coefficient of friction (COF) of 0.041 across varying shear velocities. The sulfate groups on CS-ChS NPs interact with CS-MPC chains, stabilizing the system through electrostatic interactions and enabling the effective dispersion of normal stress, thereby protecting the substrate surface from wear. This enhanced performance is attributed to the formation of a multilayered hydration shell around the lubricant molecules. The hydration shells provide superior lubrication, contributing to the system's robustness under varying loads. These findings offer critical insights into designing high-performance biolubricants for joint protection, presenting a promising avenue for future OA treatments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
cxh发布了新的文献求助10
1秒前
tooy完成签到 ,获得积分10
1秒前
zyzy1996完成签到,获得积分20
1秒前
zain完成签到 ,获得积分10
1秒前
zyzy1996发布了新的文献求助10
3秒前
wanci应助666采纳,获得30
4秒前
111完成签到,获得积分20
5秒前
dsgfg完成签到,获得积分10
5秒前
端庄乐珍应助呵呵心情采纳,获得10
5秒前
韩小花完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
7秒前
宜醉宜游宜睡应助子咸采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
Dan应助zzz采纳,获得10
10秒前
cxh完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
12秒前
肖子轩发布了新的文献求助10
12秒前
睡觉睡觉发布了新的文献求助30
13秒前
15秒前
16秒前
Owen应助pxj采纳,获得30
17秒前
麦客完成签到,获得积分10
18秒前
PPPP发布了新的文献求助20
19秒前
zzz完成签到,获得积分10
21秒前
pupeij6发布了新的文献求助10
21秒前
keyanzhang完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
天边外完成签到,获得积分10
23秒前
pxj完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
潇洒的凝阳完成签到,获得积分10
25秒前
麦田里的守望者完成签到,获得积分10
25秒前
肖子轩关注了科研通微信公众号
27秒前
西宁完成签到 ,获得积分10
29秒前
pxj发布了新的文献求助30
30秒前
酷波er应助禹宛白采纳,获得10
30秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
海南省蛇咬伤流行病学特征与预后影响因素分析 500
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 500
ランス多機能化技術による溶鋼脱ガス処理の高効率化の研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3461413
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3055059
关于积分的说明 9046383
捐赠科研通 2744996
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1505792
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695820
邀请新用户注册赠送积分活动 695281