Bio-functionalization of double network hydrogel scaffolds for cartilage tissue engineering

Abstract

Osteoartrose is een mondiaal probleem dat 500 miljoen mensen treft. Hydrogels zouden een nieuwe behandeling kunnen bieden door de natuurlijke regeneratie te stimuleren. Een belangrijke factor bij het ontwerpen van een hydrogel is zijn vermogen om de mechanische energie rond het beschadigd weefsel te dempen, hiervoor moet de hydrogel voldoende sterk zijn om de stijfheid van kraakbeen na te bootsen. Vooruitgangen hierin hebben geleid tot dubbel netwerk (DN) hydrogels, die een verbeterde stijfheid vertonen. Veel van deze missen echter de bioactiviteit om regeneratie te stimuleren. Daarom is dit onderzoek gericht op het creëren van een bioactieve poly(acrylamide-co-acrylzuur)/alginaat sulfaat DN hydrogel. Deze hydrogels worden gesynthetiseerd via de radicale covalente crosslinking van acrylamide en acrylzuur en de ionische crosslinking van alginaat sulfaat. Alginaat sulfaat wordt verkregen via de reactie met chloorsulfonzuur, waarbij een sulfatatiegraad van 0,85 werd bereikt. Mechanische testen toonden aan dat een watergehalte van 75% en een alginaat inhoud van 2 wt% resulteerden in een stijfheid van 230 kPa. Cyclische mechanische testen toonden ook de weerbaarheid van de hydrogels onder continue vervorming. Deze resultaten creëren de fundamentele kennis die nodig is om de eigenschappen van dit hydrogel-systeem verder te verbeteren.