在酸性介质中与乙二醇和聚乙二醇的二缩水甘油醚交联的壳聚糖凝胶和冰晶。,Biomacromolecules

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在酸性介质中与乙二醇和聚乙二醇的二缩水甘油醚交联的壳聚糖凝胶和冰晶。
Biomacromolecules ( IF 5.5 ) Pub Date : 2019-03-01 , DOI: 10.1021/acs.biomac.8b01817
Svetlana Bratskaya ₁ , Yuliya Privar ₁ , Denis Nesterov ₂ , Evgeny Modin ₃ , Mikhail Kodess ₂ , Arseny Slobodyuk ₁ , Dmitry Marinin ₁ , Alexander Pestov ₂

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在这里，我们表明壳聚糖与二醇的二缩水甘油醚相互作用的功效显着取决于pH值和用于溶解壳聚糖的酸的性质。在盐酸溶液中，在室温和零下温度下与乙二醇（EGDGE）和聚乙二醇（PEGDGE）的二缩水甘油醚交联可产生机械稳定的壳聚糖凝胶和冰凝胶，而在乙酸溶液中，在以下条件下只能形成弱的壳聚糖凝胶相同的条件。元素分析，FT-IR光谱以及固态13C和15N NMR光谱的组合被用来阐明在室温和零下温度下在碱性和酸性介质中壳聚糖交联机理的可能差异。我们已经证明，在酸性介质中，乙二醇的二缩水甘油醚主要通过葡糖胺单元C6位置的羟基与壳聚糖相互作用。此外，在室温下不仅形成交联，而且形成接枝。低温浓缩效应有助于在-10°C下形成交联，并且尽管与室温下获得的凝胶相比，改性程度较低，但一步法制备的杨氏模量高达90 kPa的超大型壳聚糖冷冻凝胶仍可制造。在小鼠模型中对壳聚糖冷冻凝胶生物相容性的研究表明，植入物周围的中等炎症反应伴随着正常肉芽组织的形成。尚未观察到对受体组织的毒性，免疫抑制和致敏作用。此外，在室温下不仅形成交联，而且形成接枝。低温浓缩效应有助于在-10°C下形成交联，并且尽管与室温下获得的凝胶相比，改性程度较低，但一步法制备的杨氏模量高达90 kPa的超大型壳聚糖冷冻凝胶仍可制造。在小鼠模型中对壳聚糖冷冻凝胶生物相容性的研究表明，植入物周围的中等炎症反应伴随着正常肉芽组织的形成。尚未观察到对受体组织的毒性，免疫抑制和致敏作用。此外，在室温下不仅形成交联，而且形成接枝。低温浓缩效应有助于在-10°C时形成交联，尽管与室温下获得的凝胶相比，改性程度较低，但一步法制备的杨氏模量高达90 kPa的超大型壳聚糖冷冻凝胶仍然可以制造。在小鼠模型中对壳聚糖冷冻凝胶生物相容性的研究表明，植入物周围的中等炎症反应伴随着正常肉芽组织的形成。尚未观察到对受体组织的毒性，免疫抑制和致敏作用。尽管与在室温下获得的凝胶相比，其改性程度较低，但可以一步制造出杨氏模量高达90 kPa的超巨壳聚糖凝胶。在小鼠模型中对壳聚糖冷冻凝胶生物相容性的研究表明，植入物周围的中等炎症反应伴随着正常肉芽组织的形成。尚未观察到对受体组织的毒性，免疫抑制和致敏作用。尽管与在室温下获得的凝胶相比，其改性程度较低，但可以一步制造出杨氏模量高达90 kPa的超巨壳聚糖凝胶。在小鼠模型中对壳聚糖冷冻凝胶生物相容性的研究表明，植入物周围的中等炎症反应伴随着正常肉芽组织的形成。尚未观察到对受体组织的毒性，免疫抑制和致敏作用。

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Chitosan Gels and Cryogels Cross-Linked with Diglycidyl Ethers of Ethylene Glycol and Polyethylene Glycol in Acidic Media.

Here we show that the efficacy of the chitosan interaction with diglycidyl ethers of glycols significantly depends on pH and the nature of acid used to dissolve chitosan. In solutions of hydrochloric acid, cross-linking with diglycidyl ethers of ethylene glycol (EGDGE) and polyethylene glycol (PEGDGE) at room and subzero temperatures yields mechanically stable chitosan gels and cryogels, while in acetic acid solutions only weak chitosan gels can be formed under the same conditions. A combination of elemental analysis, FT-IR spectroscopy, and solid state 13C and 15N NMR spectroscopy was used to elucidate possible differences in the mechanism of chitosan cross-linking in alkaline and acidic media at room and subzero temperatures. We have proved that in acidic media diglycidyl ethers of glycols interacted with chitosan mainly via hydroxyl groups at the C6 position of the glucosamine unit. Besides, not only cross-linkages but also grafts were formed at room temperature. The cryo-concentration effect facilitates cross-linkages formation at -10 °C and, despite lower modification degrees compared to those of gels obtained at room temperature, supermacroporous chitosan cryogels with Young's moduli up to 90 kPa can be fabricated in one step. Investigations of chitosan cryogels biocompatibility in a mouse model have shown that a moderate inflammatory reaction around the implants is accompanied by formation of a normal granulation tissue. No toxic, immunosuppressive, and sensitizing effects on the recipient's tissues have been observed.

更新日期：2019-02-06

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