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Cytocompatible, Injectable, and Electroconductive Soft Adhesives with Hybrid Covalent/Noncovalent Dynamic Network

生物相容性 共价键 胶粘剂 材料科学 纳米技术 非共价相互作用 聚合物 组织工程 化学 生物医学工程 复合材料 有机化学 分子 冶金 氢键 医学 图层(电子)
作者
Yong Xu,Panagiotis A. Patsis,Sandra Hauser,Dagmar Voigt,R Rothe,Markus Günther,Meiying Cui,Xuegeng Yang,Robert Wieduwild,Kerstin Eckert,Christoph Neinhuis,Teuku Fawzul Akbar,Ivan R. Minev,Jens Pietzsch,Yixin Zhang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:6 (15) 被引量:93
标识
DOI:10.1002/advs.201802077
摘要

Abstract Synthetic conductive biopolymers have gained increasing interest in tissue engineering, as they can provide a chemically defined electroconductive and biomimetic microenvironment for cells. In addition to low cytotoxicity and high biocompatibility, injectability and adhesiveness are important for many biomedical applications but have proven to be very challenging. Recent results show that fascinating material properties can be realized with a bioinspired hybrid network, especially through the synergy between irreversible covalent crosslinking and reversible noncovalent self‐assembly. Herein, a polysaccharide‐based conductive hydrogel crosslinked through noncovalent and reversible covalent reactions is reported. The hybrid material exhibits rheological properties associated with dynamic networks such as self‐healing and stress relaxation. Moreover, through fine‐tuning the network dynamics by varying covalent/noncovalent crosslinking content and incorporating electroconductive polymers, the resulting materials exhibit electroconductivity and reliable adhesive strength, at a similar range to that of clinically used fibrin glue. The conductive soft adhesives exhibit high cytocompatibility in 2D/3D cell cultures and can promote myogenic differentiation of myoblast cells. The heparin‐containing electroconductive adhesive shows high biocompatibility in immunocompetent mice, both for topical application and as injectable materials. The materials could have utilities in many biomedical applications, especially in the area of cardiovascular diseases and wound dressing.
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