MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.7150/thno.77417

Медицинская библиотека · Theranostics · 2023

Enzymatically-mineralized double-network hydrogels with ultrahigh mechanical strength, toughness, and stiffness.

Wang Li, Zhao Wei, Zhao Yining, Li Wei, Wang Guodong, Zhang Qiang

СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАПеревод в очереди

Аннотация

Background

Synthetic hydrogels are commonly mechanically weak which limits the scope of their applications.

Methods

In this study, we synthesized an organic-inorganic hybrid hydrogel with ultrahigh strength, stiffness, and toughness via enzyme-induced mineralization of calcium phosphate in a double network of bacterial cellulose nanofibers and alginate-Ca2+.

Results

Cellulose nanofibers formed the first rigid network via hydrogen binding and templated the deposition of calcium phosphate, while alginate-Ca2+ formed the second energy-dissipating network via ionic interaction. The two networks created a brick-mortar-like structure, in which the "tortuous fracture path" mechanism by breaking the interlaced calcium phosphate-coated bacterial cellulose nanofibers and the hysteresis by unzipping the ionic alginate-Ca2+ network made a great contribution to the mechanical properties of the hydrogels.

Conclusion

The optimized hydrogel exhibited ultrahigh fracture stress of 48 MPa, Young's modulus of 1329 MPa, and fracture energy of 3013 J/m2, which are barely possessed by the reported synthetic hydrogels. Finally, the hydrogel represented potential use in subchondral bone defect repair in an ex vivo model.

Для цитирования: Wang Li, Zhao Wei, Zhao Yining, Li Wei, Wang Guodong, Zhang Qiang. Enzymatically-mineralized double-network hydrogels with ultrahigh mechanical strength, toughness, and stiffness.. Theranostics. 2023. DOI: 10.7150/thno.77417.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.