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Fluorescent Nanofibrillar Hydrogels of Carbon Dots and Cellulose Nanocrystals and Their Biocompatibility
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-12-09 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c06198
Bowen Sui 1 , Yuping Zhang 1 , Lei Huang 2 , Yixin Chen 1 , Daowei Li 2 , Yunfeng Li 1 , Bai Yang 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-12-09 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c06198
Bowen Sui 1 , Yuping Zhang 1 , Lei Huang 2 , Yixin Chen 1 , Daowei Li 2 , Yunfeng Li 1 , Bai Yang 1
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Synthetic nanofibrillar hydrogels resembling a natural extracellular matrix have emerged as a promising material in the biomedical field; however, achievement of multifunctional nanofibrillar hydrogels with good biocompatibility is still an important and challenging task. Herein, we report a fluorescent nanofibrillar hydrogel prepared with polyethyleneimine (PEI) and cellulose nanocrystals (CNCs) via one-step hydrothermal treatment. The nanofibrillar hydrogels are mainly formed from CNCs cross-linked by carbon dots (CDs) through hydrogen bonding and hydrophobic interactions. The nanostructures and the mechanical properties of the hydrogels are controlled by weight ratios of CNCs to PEI and the total concentration of CNCs and PEI. In comparison with other hydrogels from CNCs and CDs, the nanofibrillar hydrogels exhibit better mechanical properties with relatively high Young’s moduli. The hydrogels show relatively low cytotoxicity and good biocompatibility, which are demonstrated by in vitro cell culture and in vivo subcutaneous implantation in rats. This work provides a new approach to prepare biomimetic nanofibrillar hydrogels with fluorescence properties, thus offering a promising synthetic material resembling a natural extracellular matrix for bioapplications.
中文翻译：
碳点和纤维素纳米晶体的荧光纳米原纤维水凝胶及其生物相容性
类似于天然细胞外基质的合成纳米原纤维水凝胶在生物医学领域已成为一种有前途的材料。然而，获得具有良好生物相容性的多功能纳米原纤维水凝胶仍然是一项重要而富有挑战性的任务。在这里，我们报告通过一步水热处理与聚乙烯亚胺（PEI）和纤维素纳米晶体（CNCs）制备的荧光纳米原纤维水凝胶。纳米原纤维水凝胶主要由通过氢键和疏水作用与碳点（CD）交联的CNCs形成。水凝胶的纳米结构和机械性能由CNCs与PEI的重量比以及CNCs和PEI的总浓度控制。与来自CNCs和CD的其他水凝胶相比，纳米原纤维水凝胶具有较高的杨氏模量，具有更好的机械性能。水凝胶显示出较低的细胞毒性和良好的生物相容性，这通过大鼠体外细胞培养和体内皮下植入。这项工作提供了一种新的方法来制备具有荧光特性的仿生纳米原纤维水凝胶，从而提供了一种有前途的合成材料，类似于天然的细胞外基质，可用于生物应用。
更新日期：2020-12-21
中文翻译：
碳点和纤维素纳米晶体的荧光纳米原纤维水凝胶及其生物相容性
类似于天然细胞外基质的合成纳米原纤维水凝胶在生物医学领域已成为一种有前途的材料。然而，获得具有良好生物相容性的多功能纳米原纤维水凝胶仍然是一项重要而富有挑战性的任务。在这里，我们报告通过一步水热处理与聚乙烯亚胺（PEI）和纤维素纳米晶体（CNCs）制备的荧光纳米原纤维水凝胶。纳米原纤维水凝胶主要由通过氢键和疏水作用与碳点（CD）交联的CNCs形成。水凝胶的纳米结构和机械性能由CNCs与PEI的重量比以及CNCs和PEI的总浓度控制。与来自CNCs和CD的其他水凝胶相比，纳米原纤维水凝胶具有较高的杨氏模量，具有更好的机械性能。水凝胶显示出较低的细胞毒性和良好的生物相容性，这通过大鼠体外细胞培养和体内皮下植入。这项工作提供了一种新的方法来制备具有荧光特性的仿生纳米原纤维水凝胶，从而提供了一种有前途的合成材料，类似于天然的细胞外基质，可用于生物应用。
京公网安备 11010802027423号