Un hidrogel es una red de cadenas de polímero reticuladas que son hidrófilas , que a veces se encuentran como un gel coloidal en el que el agua es el medio de dispersión. Un sólido tridimensional es el resultado de que las cadenas de polímero hidrófilo se mantienen juntas mediante enlaces cruzados. Los enlaces cruzados que unen los polímeros de un hidrogel se clasifican en dos categorías generales: físicos y químicos. Los enlaces cruzados físicos consisten en enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y entrelazamientos de cadenas (entre otros). Debido a los enlaces cruzados inherentes, la integridad estructural de la red de hidrogel no se disuelve por la alta concentración de agua. [1] Los hidrogeles son muy absorbentes. (pueden contener más del 90% de agua) redes poliméricas naturales o sintéticas.
La primera aparición del término "hidrogel" en la literatura fue en 1894. [2]
Usos
Los usos comunes incluyen:
- Andamios en ingeniería de tejidos . [3] Cuando se utilizan como andamios, los hidrogeles pueden contener células humanas para reparar el tejido. Imitan el microambiente 3D de las células. [4]
- Se han utilizado pocillos recubiertos de hidrogel para cultivo celular. [5]
- Investigación de funciones biomecánicas en células cuando se combina con microscopía holotomográfica
- Hidrogeles ambientalmente sensibles (también conocidos como 'Smart Gels' o 'Intelligent Gels'). Estos hidrogeles tienen la capacidad de detectar cambios de pH, temperatura o concentración de metabolitos y liberar su carga como resultado de tal cambio. [6] [7]
- Hidrogeles inyectables que se pueden usar como portadores de fármacos para el tratamiento de enfermedades o como portadores de células con fines regenerativos o ingeniería de tejidos. [8] [9] [10]
- Sistemas de administración de fármacos de liberación sostenida . La fuerza iónica, el pH y la temperatura se pueden utilizar como factores desencadenantes para controlar la liberación del fármaco. [11]
- Proporciona absorción, desbridamiento y desbridamiento de tejido necrótico y fibrótico.
- Los hidrogeles que responden a moléculas específicas, [12] como la glucosa o los antígenos, se pueden utilizar como biosensores , así como en el DDS. [13]
- Pañales desechables donde absorben la orina o en toallas sanitarias [14]
- Lentes de contacto ( hidrogeles de silicona , poliacrilamidas , polimacon )
- Electrodos médicos de EEG y ECG que utilizan hidrogeles compuestos de polímeros reticulados ( óxido de polietileno , polyAMPS y polivinilpirrolidona )
- Explosivos de gel de agua
- Administración y diagnóstico de fármacos por vía rectal
- Encapsulación de puntos cuánticos
- Implantes de pecho
- Pegamento
- Gránulos para retener la humedad del suelo en áreas áridas.
- Apósitos para curar quemaduras u otras heridas difíciles de curar . Los geles para heridas son excelentes para ayudar a crear o mantener un ambiente húmedo.
- Reservorios en la administración de fármacos tópicos ; particularmente fármacos iónicos, administrados por iontoforesis (ver resina de intercambio iónico ).
- Materiales que imitan los tejidos de la mucosa animal que se utilizarán para probar las propiedades mucoadhesivas de los sistemas de administración de fármacos [15] [16]
- Generación de electricidad termodinámica. Cuando se combina con iones permite la disipación de calor para dispositivos electrónicos y baterías y convierte el intercambio de calor en una carga eléctrica. [17]
Química
Los ingredientes comunes incluyen alcohol polivinílico , polietilenglicol , poliacrilato de sodio , polímeros y copolímeros de acrilato con abundancia de grupos hidrófilos y proteínas naturales como colágeno, gelatina y fibrina.
Los enlaces cruzados que unen los polímeros de un hidrogel se clasifican en dos categorías generales: físicos y químicos. Los enlaces cruzados físicos consisten en enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y entrelazamientos de cadenas (entre otros). Un hidrogel generado mediante el uso de enlaces cruzados físicos a veces se denomina hidrogel "reversible". Los enlaces cruzados químicos consisten en enlaces covalentes entre hebras de polímero. Los hidrogeles generados de esta manera a veces se denominan hidrogeles "permanentes".
Un método notable para iniciar una reacción de polimerización implica el uso de luz como estímulo. En este método, los fotoiniciadores, compuestos que se escinden de la absorción de fotones, se agregan a la solución precursora que se convertirá en el hidrogel. Cuando la solución precursora se expone a una fuente de luz concentrada, los fotoiniciadores se escindirán y formarán radicales libres, que comenzarán una reacción de polimerización que forma enlaces cruzados entre las hebras de polímero. Esta reacción cesará si se elimina la fuente de luz, lo que permite controlar la cantidad de enlaces cruzados formados en el hidrogel. [18] Las propiedades de un hidrogel dependen en gran medida del tipo y la cantidad de sus enlaces cruzados, por lo que la fotopolimerización es una opción popular para el ajuste fino de los hidrogeles. Esta técnica ha tenido un uso considerable en aplicaciones de ingeniería de células y tejidos debido a la capacidad de inyectar o moldear una solución precursora cargada con células en el sitio de la herida y luego solidificarla in situ. [14] [18]
Los hidrogeles también poseen un grado de flexibilidad muy similar al tejido natural, debido a su importante contenido de agua. Como " materiales inteligentes " sensibles , los hidrogeles pueden encapsular sistemas químicos que, tras la estimulación de factores externos, como un cambio de pH, pueden hacer que compuestos específicos como la glucosa se liberen al medio ambiente, en la mayoría de los casos mediante una transición de gel-sol al líquido. Expresar. Los polímeros quimiomecánicos son en su mayoría también hidrogeles, que tras la estimulación cambian su volumen y pueden servir como actuadores o sensores .
- "> Reproducir medios
Una microbomba basada en una barra de hidrogel (tamaño 4 × 0.3 × 0.05 mm) accionada por voltaje aplicado. Esta bomba puede funcionar de forma continua con una batería de 1,5 V durante al menos 6 meses. [19]
Una matriz de hidrogel a base de péptidos cortos, capaz de contener unas cien veces su propio peso en agua. Desarrollado como apósito médico. El grosor de las fibras era del orden de decenas de nm, imitando el microambiente fibroso que se encuentra en la matriz extracelular. Imagen de microscopía electrónica de barrido por emisión de campo
Foto del mismo hidrogel a base de péptidos cortos, sostenido en fórceps para demostrar su rigidez y transparencia.
Propiedades mecánicas
Los hidrogeles poseen una amplia gama de propiedades mecánicas, que es una de las principales razones por las que se han investigado recientemente para una amplia variedad de aplicaciones. Mediante la modificación de la concentración de polímero de un hidrogel (o por el contrario, la concentración de agua), el módulo de Young , módulo de corte , y módulo de almacenamiento pueden variar de 10 Pa a 3 MPa, una gama de alrededor de cinco órdenes de magnitud. [20] Se puede observar un efecto similar al alterar la concentración de reticulación. [20] Esta gran variabilidad de la rigidez mecánica es la razón por la que los hidrogeles son tan atractivos para aplicaciones biomédicas, donde es vital que los implantes coincidan con las propiedades mecánicas de los tejidos circundantes. [21] La caracterización de las propiedades mecánicas de los hidrogeles puede ser difícil, especialmente debido a las diferencias en el comportamiento mecánico que tienen los hidrogeles en comparación con otros materiales de ingeniería tradicionales. Además de su elasticidad de caucho y viscoelasticidad, los hidrogeles tienen un mecanismo de deformación adicional dependiente del tiempo que depende del flujo de fluido llamado poroelasticidad . Estas propiedades son extremadamente importantes a tener en cuenta al realizar experimentos mecánicos. Algunos experimentos de pruebas mecánicas comunes para hidrogeles son tensión, compresión (confinada o no confinada), indentación, reometría de cizallamiento o análisis mecánico dinámico . [20]
Los hidrogeles tienen dos regímenes principales de propiedades mecánicas: elasticidad del caucho y viscoelasticidad :
Elasticidad de goma
En estado no hinchado, los hidrogeles pueden modelarse como geles químicos altamente reticulados, en los que el sistema puede describirse como una red continua de polímeros. En este caso:
donde G es el módulo de corte , k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura, N p es el número de cadenas de polímero por unidad de volumen, ρ es la densidad, R es la constante del gas ideal y es el (número) peso molecular medio entre dos puntos de reticulación adyacentes. se puede calcular a partir de la relación de oleaje, Q , que es relativamente fácil de probar y medir. [20]
Para el estado hinchado, una red de gel perfecta se puede modelar como: [20]
En una prueba de compresión o extensión uniaxial simple, la tensión verdadera, y estrés de ingeniería, , se puede calcular como:
dónde es el tramo. [20]
Viscoelasticidad
Para los hidrogeles, su elasticidad proviene de la matriz polimérica sólida, mientras que la viscosidad se origina en la movilidad de la red polimérica y el agua y otros componentes que forman la fase acuosa. [22] Las propiedades viscoelásticas de un hidrogel dependen en gran medida de la naturaleza del movimiento mecánico aplicado. Por tanto, la dependencia del tiempo de estas fuerzas aplicadas es extremadamente importante para evaluar la viscoelasticidad del material. [23]
Los modelos físicos de viscoelasticidad intentan capturar las propiedades de material elástico y viscoso de un material. En un material elástico, la tensión es proporcional a la deformación, mientras que en un material viscoso, la tensión es proporcional a la velocidad de deformación. El modelo de Maxwell es un modelo matemático desarrollado para la respuesta viscoelástica lineal. En este modelo, la viscoelasticidad se modela de manera análoga a un circuito eléctrico con un resorte Hookean, que representa el módulo de Young, y un dashpot newtoniano que representa la viscosidad. Un material que exhibe las propiedades descritas en este modelo es un material Maxwell . Otro modelo físico utilizado se llama modelo de Kelvin-Voigt y un material que sigue este modelo se llama material de Kelvin-Voigt . [24] Para describir la fluencia dependiente del tiempo y el comportamiento de relajación de la tensión del hidrogel, se pueden utilizar una variedad de modelos de parámetros físicos agrupados. [20] Estos métodos de modelado varían mucho y son extremadamente complejos, por lo que la descripción empírica de la serie Prony se usa comúnmente para describir el comportamiento viscoelástico en hidrogeles. [20]
Con el fin de medir el comportamiento viscoelástico dependiente del tiempo de los polímeros, a menudo se realiza un análisis mecánico dinámico . Normalmente, en estas mediciones, un lado del hidrogel se somete a una carga sinusoidal en modo de cizallamiento mientras que la tensión aplicada se mide con un transductor de tensión y el cambio en la longitud de la muestra se mide con un transductor de deformación. [23] Una notación utilizada para modelar la respuesta sinusoidal a la tensión o deformación periódica es:
donde G 'es el módulo real (elástico o de almacenamiento), G "es el módulo imaginario (viscoso o de pérdida).
Poroelasticidad
La poroelasticidad es una característica de los materiales relacionada con la migración de solvente a través de un material poroso y la deformación concurrente que ocurre. [20] La poroelasticidad en materiales hidratados como los hidrogeles se produce debido a la fricción entre el polímero y el agua a medida que el agua se mueve a través de la matriz porosa tras la compresión. Esto provoca una disminución de la presión del agua, lo que añade estrés adicional a la compresión. Similar a la viscoelasticidad, este comportamiento depende del tiempo, por lo que la poroelasticidad depende de la velocidad de compresión: un hidrogel muestra suavidad tras una compresión lenta, pero la compresión rápida hace que el hidrogel sea más rígido. Este fenómeno se debe a que la fricción entre el agua y la matriz porosa es proporcional al flujo de agua, que a su vez depende de la tasa de compresión. Por lo tanto, una forma común de medir la poroelasticidad es realizar pruebas de compresión a diferentes velocidades de compresión. [25] El tamaño de los poros es un factor importante que influye en la poroelasticidad. La ecuación de Kozeny-Carman se ha utilizado para predecir el tamaño de los poros relacionando la caída de presión con la diferencia de tensión entre dos velocidades de compresión. [26]
La poroelasticidad se describe mediante varias ecuaciones acopladas, por lo que existen pocas pruebas mecánicas que se relacionen directamente con el comportamiento poroelástico del material, por lo que se utilizan pruebas más complicadas como pruebas de indentación, modelos numéricos o computacionales. Los métodos numéricos o computacionales intentan simular la permeabilidad tridimensional de la red de hidrogel. En algunos artículos recientes, las pruebas de indentación se han utilizado con éxito para medir el módulo elástico y la permeabilidad hidráulica o intrínseca. [20]
Respuesta ambiental
La sensibilidad ambiental más común en los hidrogeles es una respuesta a la temperatura. [27] Muchos polímeros / hidrogeles exhiben una transición de fase dependiente de la temperatura, que puede clasificarse como Temperatura de solución crítica superior (UCST) o Temperatura de solución crítica inferior (LCST) . Los polímeros UCST aumentan su solubilidad en agua a temperaturas más altas, lo que lleva a que los hidrogeles UCST pasen de un gel (sólido) a una solución (líquido) a medida que aumenta la temperatura (similar al comportamiento del punto de fusión de los materiales puros). Este fenómeno también hace que los hidrogeles UCST se expandan (aumenten su proporción de hinchamiento) a medida que aumenta la temperatura mientras están por debajo de su UCST. [27] Sin embargo, los polímeros con LCST muestran una dependencia de la temperatura inversa (o negativa), donde su solubilidad en agua disminuye a temperaturas más altas. Los hidrogeles LCST pasan de una solución líquida a un gel sólido a medida que aumenta la temperatura, y también se encogen (disminuyen su relación de hinchamiento) a medida que aumenta la temperatura mientras están por encima de su LCST. [27]
Las diferentes aplicaciones requieren diferentes respuestas térmicas. Por ejemplo, en el campo biomédico, los hidrogeles LCST se están investigando como sistemas de administración de fármacos debido a que son inyectables (líquidos) a temperatura ambiente y luego se solidifican en un gel rígido al exponerlos a las temperaturas más altas del cuerpo humano. [27] Hay muchos otros estímulos a los que los hidrogeles pueden responder, incluidos: pH , glucosa, señales eléctricas, luz , presión , iones, antígenos y más. [27]
Aditivos
Hay muchas formas de ajustar las propiedades mecánicas de los hidrogeles. Uno de los métodos más simples es utilizar diferentes moléculas para la estructura y los reticuladores del sistema de hidrogel, ya que diferentes moléculas tendrán diferentes interacciones intermoleculares entre sí y diferentes interacciones con el agua absorbida. [27] [28] Otro método para modificar la fuerza o elasticidad de los hidrogeles es injertarlos o recubrirlos sobre un soporte más fuerte / rígido, o haciendo compuestos de hidrogel superporoso (SPH), en los que se usa un aditivo de hinchamiento de matriz reticulable adicional. [29] Se ha demostrado que otros aditivos, como nanopartículas y micropartículas, modifican significativamente la rigidez y la temperatura de gelificación de ciertos hidrogeles utilizados en aplicaciones biomédicas. [30] [31] [32]
Técnicas de procesamiento
Si bien las propiedades mecánicas de un hidrogel se pueden ajustar y modificar mediante la concentración de reticulación y los aditivos, estas propiedades también se pueden mejorar u optimizar para diversas aplicaciones mediante técnicas de procesamiento específicas. Estas técnicas incluyen electrohilado, impresión 3D / 4D, autoensamblaje y fundición por congelación. Una técnica de procesamiento única es mediante la formación de hidrogeles de varias capas para crear una composición de matriz que varía espacialmente y, por extensión, propiedades mecánicas. Esto se puede hacer polimerizando las diferentes matrices de hidrogel capa por capa mediante polimerización UV. Esta técnica puede ser útil para crear hidrogeles que imitan el cartílago articular, lo que permite un material con tres zonas separadas de propiedades mecánicas distintas. [33]
Inspirado por la estructura de tendones y ligamentos, recientemente ha existido una motivación para crear estructuras jerárquicas en materiales de hidrogel que pudieran conciliar fuertes propiedades mecánicas con un alto contenido de agua. Un método para hacerlo es mediante el secado simultáneo de un polímero en el aire mientras se aplica una fuerza sobre el material para confinarlo a una geometría específica. Esta fuerza aplicada hizo que la red de polímero desordenada se alineara en hebras de nanoescala alineadas a través de la formación de enlaces de hidrógeno entre las hebras de polímero individuales, dando al material un comportamiento mecánico anisotrópico. Este método se denomina secado en condiciones confinadas (DCC). Los hidrogeles de alginato y celulosa que se prepararon mediante este método mostraron histéresis mecánica que indica un efecto de "autocuración" en el hidrogel, que se atribuyó a los enlaces de hidrógeno reversibles entre las cadenas laterales. [34]
Otra técnica emergente para optimizar las propiedades mecánicas del hidrogel es aprovechar la serie Hofmeister . Debido a este fenómeno, mediante la adición de solución salina, las cadenas de polímero de un hidrogel se agregan y cristalizan, lo que aumenta la tenacidad del hidrogel. Este método llamado "salado" se ha aplicado a los hidrogeles de poli (alcohol vinílico) mediante la adición de una solución de sal de sulfato de sodio. [35] Algunas de estas técnicas de procesamiento se pueden utilizar de forma sinérgica entre sí para producir propiedades mecánicas óptimas. La congelación direccional o la fundición por congelación es otro método en el que se aplica un gradiente de temperatura direccional al hidrogel y es otra forma de formar materiales con propiedades mecánicas anisotrópicas. Utilizando las técnicas de procesamiento de fundición por congelación y de salazón en hidrogeles de poli (alcohol vinílico) para inducir morfologías jerárquicas y propiedades mecánicas anisotrópicas. [36] La congelación direccional de los hidrogeles ayuda a alinear y fusionar las cadenas poliméricas, creando estructuras anisotrópicas en forma de panal de abejas, mientras que el hidrogel produce una red de nanofibrillas en la superficie de estas estructuras en forma de panal de abejas. Mientras mantienen un contenido de agua de más del 70%, los valores de tenacidad de estos hidrogeles están muy por encima de los de los polímeros libres de agua como el polidimetilsiloxano (PDMS), el kevlar y el caucho sintético. Los valores también superan la tenacidad del tendón natural y la seda de araña . [37]
Investigar
Se están investigando materiales de hidrogel natural para la ingeniería de tejidos; estos materiales incluyen agarosa , metilcelulosa , hialuronano , polipéptidos de tipo elastina y otros polímeros de origen natural. Los hidrogeles son prometedores para su uso en la agricultura , ya que pueden liberar productos agroquímicos, incluidos pesticidas y fertilizantes fosfatados, lentamente, aumentando la eficiencia y reduciendo la escorrentía, y al mismo tiempo mejoran la retención de agua en suelos más secos como los francos arenosos. [38]
En el 2000 ha habido un aumento en la investigación sobre el uso de hidrogeles para la administración de fármacos. Los sistemas de administración de fármacos poliméricos han superado el desafío debido a su biodegradabilidad, biocompatibilidad y antitoxicidad. [39] Los avances recientes han impulsado la formulación y síntesis de hidrogeles que proporcionan una base sólida para un componente eficiente para los sistemas de administración de fármacos. [40] Materiales como colágeno, quitosano, celulosa y poli (ácido láctico-co-glicólico) se han implementado ampliamente para la administración de fármacos a varios órganos importantes del cuerpo humano como: el ojo, [41] nariz, riñones, [42] pulmones, [43] intestinos, [44] piel [45] y cerebro. El trabajo futuro se centra en una mejor anti-toxicidad de los hidrogeles, variando las técnicas de ensamblaje de los hidrogeles haciéndolos más biocompatibles [46] y la entrega de sistemas complejos como el uso de hidrogeles para administrar células terapéuticas. [47]
Referencias
- ^ Warren, David S .; Sutherland, Sam PH; Kao, Jacqueline Y .; Weal, Geoffrey R .; Mackay, Sean M. (20 de abril de 2017). "La preparación y análisis simple de un hidrogel compuesto de nanopartículas de arcilla". Revista de educación química . 94 (11): 1772-1779. Código bibliográfico : 2017JChEd..94.1772W . doi : 10.1021 / acs.jchemed.6b00389 . ISSN 0021-9584 .
- ^ "Der Hydrogel und das kristallinische Hydrat des Kupferoxydes". Zeitschrift für Chemie und Industrie der Kolloide . 1 (7): 213–214. 1907. doi : 10.1007 / BF01830147 . S2CID 197928622 .
- ^ Talebian, Sepehr; Mehrali, Mehdi; Taebnia, Nayere; Pennisi, Cristian Pablo; Kadumudi, Firoz Babu; Foroughi, Javad; Hasany, Masoud; Nikkhah, Mehdi; Akbari, Mohsen; Orive, Gorka; Dolatshahi ‐ Pirouz, Alireza (2019). "Hidrogeles autocurativos: ¿el próximo cambio de paradigma en la ingeniería de tejidos?" . Ciencia avanzada . 6 (16): 1801664. doi : 10.1002 / advs.201801664 . ISSN 2198-3844 . PMC 6702654 . PMID 31453048 .
- ^ Mellati, Amir; Dai, Sheng; Bi, Jingxiu; Jin, Bo; Zhang, Hu (2014). "Un hidrogel termosensible biodegradable con propiedades ajustables para imitar microambientes tridimensionales de células madre". RSC Adv . 4 (109): 63951–63961. Código Bibliográfico : 2014RSCAd ... 463951M . doi : 10.1039 / C4RA12215A . ISSN 2046-2069 .
- ^ Discher, DE; Janmey, P .; Wang, YL (2005). "Las células de tejido se sienten y responden a la rigidez de su sustrato" (PDF) . Ciencia . 310 (5751): 1139–43. Código Bibliográfico : 2005Sci ... 310.1139D . CiteSeerX 10.1.1.318.690 . doi : 10.1126 / science.1116995 . PMID 16293750 . S2CID 9036803 .
- ^ Brudno, Yevgeny (10 de diciembre de 2015). "Entrega de medicamentos a pedido desde depósitos locales". Diario de liberación controlada . 219 : 8-17. doi : 10.1016 / j.jconrel.2015.09.011 . PMID 26374941 .
- ^ Blacklow, S .; Li, J .; Freedman, B; Zeidi, Mahdi; Chen, C .; Mooney, DJ (2019). "Apósitos adhesivos bioinspirados mecánicamente activos para acelerar el cierre de heridas" . Avances científicos . 5 (7): eaaw3963. Código Bibliográfico : 2019SciA .... 5.3963B . doi : 10.1126 / sciadv.aaw3963 . ISSN 2375-2548 . PMC 6656537 . PMID 31355332 .
- ^ Lee, Jin Hyun (diciembre de 2018). "Hidrogeles inyectables que suministran agentes terapéuticos para el tratamiento de enfermedades y la ingeniería de tejidos" . Investigación en Biomateriales . 22 (1): 27. doi : 10.1186 / s40824-018-0138-6 . ISSN 2055-7124 . PMC 6158836 . PMID 30275970 .
- ^ Liu, Mei; Zeng, Xin; Ma, Chao; Yi, Huan; Ali, Zeeshan; Mou, Xianbo; Li, Song; Deng, Yan; He, Nongyue (diciembre de 2017). "Hidrogeles inyectables para ingeniería de cartílago y tejido óseo" . Investigación ósea . 5 (1): 17014. doi : 10.1038 / boneres.2017.14 . ISSN 2095-6231 . PMC 5448314 . PMID 28584674 .
- ^ Pupkaite, Justina; Rosenquist, Jenny; Hilborn, Jöns; Samanta, Ayan (9 de septiembre de 2019). "Hidrogel de colágeno inyectable de retención de forma para encapsulación celular y entrega reticulado mediante reacción de clic de adición de Thiol-Michael". Biomacromoléculas . 20 (9): 3475–3484. doi : 10.1021 / acs.biomac.9b00769 . ISSN 1525-7797 . PMID 31408340 .
- ^ Malmsten, Martin; Bysell, Helena; Hansson, Per (1 de diciembre de 2010). "Biomacromoléculas en microgeles: oportunidades y desafíos para la administración de fármacos". Opinión actual en ciencia coloide y de interfaz . 15 (6): 435–444. doi : 10.1016 / j.cocis.2010.05.016 . ISSN 1359-0294 .
- ^ Materiales de respuesta a la quimioterapia, Editor: Hans-Jörg Schneider, Real Sociedad de Química, Cambridge 2015, https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78262-242-0
- ^ Yetisen, AK; Naydenova, yo; Da Cruz Vasconcellos, F; Blyth, J; Lowe, CR (2014). "Sensores holográficos: nanoestructuras sensibles a analitos tridimensionales y sus aplicaciones" . Revisiones químicas . 114 (20): 10654–96. doi : 10.1021 / cr500116a . PMID 25211200 .
- ^ a b Caló, Enrica; Khutoryanskiy, Vitaliy V. (2015). "Aplicaciones biomédicas de hidrogeles: una revisión de patentes y productos comerciales" . Revista europea de polímeros . 65 : 252-267. doi : 10.1016 / j.eurpolymj.2014.11.024 .
- ^ Cook, Michael T .; Smith, Sarah L .; Khutoryanskiy, Vitaliy V. (2015). "Nuevos hidrogeles de glicopolímeros como materiales mucosomiméticos para reducir la experimentación con animales" . Chem. Comun . 51 (77): 14447-14450. doi : 10.1039 / C5CC02428E . PMID 26221632 .
- ^ Cook, Michael T .; Khutoryanskiy, Vitaliy V. (2015). "Materiales mucoadhesivos y mucosomiméticos: una mini revisión". Revista Internacional de Farmacia . 495 (2): 991–8. doi : 10.1016 / j.ijpharm.2015.09.064 . hdl : 2299/16856 . PMID 26440734 .
- ^ "Una nueva forma de enfriar dispositivos electrónicos, recuperar el calor residual" . Phys.org . 22 de abril de 2020 . Consultado el 23 de abril de 2020 .
- ^ a b Choi, JR; Yong, KW; Choi, JY; Cowie, AC (2019). "Avances recientes en hidrogeles foto-reticulables para aplicaciones biomédicas" . BioTechniques . 66 (1): 40–53. doi : 10.2144 / btn-2018-0083 . PMID 30730212 .
- ^ Kwon, Gu Han; Jeong, Gi Seok; Park, Joong Yull; Moon, Jin Hee; Lee, Sang-Hoon (2011). "Una microbomba electroactiva de hidrogel sin válvulas de bajo consumo de energía para aplicaciones biomédicas a largo plazo". Lab on a Chip . 11 (17): 2910–5. doi : 10.1039 / C1LC20288J . PMID 21761057 .
- ^ a b c d e f g h yo j Oyen, ML (enero de 2014). "Caracterización mecánica de materiales de hidrogel". Revisiones internacionales de materiales . 59 (1): 44–59. doi : 10.1179 / 1743280413Y.0000000022 . ISSN 0950-6608 . S2CID 136844625 .
- ^ Los, Marek J .; Hudecki, Andrzej; Wiechec, Emilia (7 de noviembre de 2018). Células madre y biomateriales para medicina regenerativa . Prensa académica. ISBN 978-0-12-812278-5.
- ^ Tirella, A .; Mattei, G .; Ahluwalia, A. (14 de agosto de 2013). "Análisis viscoelástico de velocidad de deformación de biomateriales blandos y altamente hidratados" . Revista de investigación de materiales biomédicos . 102 (10): 3353-3360. doi : 10.1002 / jbm.a.34914 . PMC 4304325 . PMID 23946054 .
- ^ a b Anseth, KS; Bowman, CN; Brannon-Peppas, L. (1996). "Revisión: propiedades mecánicas de los hidrogeles y su determinación experimental". Biomateriales . 17 : 1647-1657. doi : 10.1016 / 0142-9612 (96) 87644-7 .
- ^ Roylance, D. " " Viscoelasticidad de ingeniería " " (PDF) . Módulos en Mecánica de Materiales . Instituto de Tecnología de Massachusetts . Consultado el 11 de mayo de 2021 .
- ^ Isobe, Noriyuki; Kimura, Satoshi; Wada, Masahisa; Deguchi, Shigeru (noviembre de 2018). "Poroelasticidad del hidrogel de celulosa". Revista del Instituto de Ingenieros Químicos de Taiwán . 92 : 118-122. doi : 10.1016 / j.jtice.2018.02.017 .
- ^ Isobe, Noriyuki; Kimura, Satoshi; Wada, Masahisa; Deguchi, Shigeru (noviembre de 2018). "Poroelasticidad del hidrogel de celulosa". Revista del Instituto de Ingenieros Químicos de Taiwán . 92 : 118-122. doi : 10.1016 / j.jtice.2018.02.017 .
- ^ a b c d e f Qiu, Yong; Park, Kinam (diciembre de 2001). "Hidrogeles sensibles al medio ambiente para la administración de fármacos". Reseñas de administración avanzada de medicamentos . 53 (3): 321–339. doi : 10.1016 / S0169-409X (01) 00203-4 . PMID 11744175 .
- ^ Zaragoza, J; Chang, A; Asuri, P (enero de 2017). "Efecto de la longitud del reticulante sobre el módulo elástico y de compresión de hidrogeles nanocompuestos de poli (acrilamida)" . Journal of Physics: Serie de conferencias . 790 (1): 012037. Código bibliográfico : 2017JPhCS.790a2037Z . doi : 10.1088 / 1742-6596 / 790/1/012037 . ISSN 1742-6588 .
- ^ Ahmed, Enas M. (marzo de 2015). "Hidrogel: preparación, caracterización y aplicaciones: una revisión" . Revista de investigación avanzada . 6 (2): 105-121. doi : 10.1016 / j.jare.2013.07.006 . PMC 4348459 . PMID 25750745 .
- ^ Cidade, M .; Ramos, D .; Santos, J .; Carrelo, H .; Calero, N .; Borges, J. (2 de abril de 2019). "Hidrogeles inyectables basados en sistemas plurónicos / agua rellenos de micropartículas de alginato para aplicaciones biomédicas" . Materiales . 12 (7): 1083. Bibcode : 2019Mate ... 12.1083C . doi : 10.3390 / ma12071083 . ISSN 1996-1944 . PMC 6479463 . PMID 30986948 .
- ^ Rose, Séverine; Prevoteau, Alexandre; Elzière, Paul; Hourdet, Dominique; Marcellan, Alba; Leibler, Ludwik (enero de 2014). "Soluciones de nanopartículas como adhesivos para geles y tejidos biológicos" . Naturaleza . 505 (7483): 382–385. Código Bib : 2014Natur.505..382R . doi : 10.1038 / nature12806 . ISSN 1476-4687 . PMID 24336207 . S2CID 205236639 .
- ^ Zaragoza, Josergio; Fukuoka, Scott; Kraus, Marcus; Thomin, James; Asuri, Prashanth (noviembre de 2018). "Explorando el papel de las nanopartículas en la mejora de las propiedades mecánicas de los nanocompuestos de hidrogel" . Nanomateriales . 8 (11): 882. doi : 10.3390 / nano8110882 . PMC 6265757 . PMID 30380606 .
- ^ Nguyen, Lonnissa H .; Kudva, Abhijith K .; Saxena, Neha S .; Roy, Krishnendu (octubre de 2011). "Ingeniería de cartílago articular con composición de matriz que varía espacialmente y propiedades mecánicas de una sola población de células madre utilizando un hidrogel de múltiples capas". Biomateriales . 32 (29): 6946–6952. doi : 10.1016 / j.biomaterials.2011.06.014 . PMID 21723599 .
- ^ Mredha, MTI; Guo, YZ; Nonoyama, T .; Nakajima, T .; Kurokawa, T .; Gong, JP (17 de enero de 2018). "Un método fácil para fabricar hidrogeles anisotrópicos con estructuras fibrosas jerárquicas perfectamente alineadas". Materiales avanzados . 30 (9): 1704937. doi : 10.1002 / adma.201704937 .
- ^ Hua, Mutian; Wu, Dong; Wu, Shuwang; Ma, Yanfei; Alsaid, Yousif; Él, Ximin (12 de febrero de 2021). "Hidrogeles resistentes y termorresponsables imprimibles en 4D". Materiales e interfaces aplicados ACS . 13 (11): 12689–12697. doi : 10.1021 / acsami.0c17532 . PMID 33263991 .
- ^ Hua, marciano; Wu, Shuwang; Ma, Yanfei; Zhao, Yusen; Chen, Zilin; Frenkel, Imri; Strzalka, Joseph; Zhou, Hua; Zhu, Xinyuan; Él, Ximin (24 de febrero de 2021). "Hidrogeles fuertes y resistentes gracias a la sinergia de la fundición por congelación y la salazón". Naturaleza . 590 (7847): 594–599. Código Bibcode : 2021Natur.590..594H . doi : 10.1038 / s41586-021-03212-z . PMID 33627812 .
- ^ Hua, marciano; Wu, Shuwang; Ma, Yanfei; Zhao, Yusen; Chen, Zilin; Frenkel, Imri; Strzalka, Joseph; Zhou, Hua; Zhu, Xinyuan; Él, Ximin (24 de febrero de 2021). "Hidrogeles fuertes y resistentes gracias a la sinergia de la fundición por congelación y la salazón". Naturaleza . 590 (7847): 594–599. Código Bibcode : 2021Natur.590..594H . doi : 10.1038 / s41586-021-03212-z . PMID 33627812 .
- ^ Puoci, Francesco; et al. (2008). "Polímero en la agricultura: una revisión" (PDF) . Revista Estadounidense de Ciencias Agrícolas y Biológicas . 3 (1): 299–314. doi : 10.3844 / ajabssp.2008.299.314 .
- ^ Tang, Yiqing; Heaysman, Clare L .; Willis, Sean; Lewis, Andrew L. (1 de septiembre de 2011). "Hidrogeles físicos con nanoestructuras autoensambladas como sistemas de administración de fármacos". Opinión de expertos sobre la administración de fármacos . 8 (9): 1141-1159. doi : 10.1517 / 17425247.2011.588205 . ISSN 1742-5247 . PMID 21619469 . S2CID 24843309 .
- ^ Aurand, Emily R .; Lampe, Kyle J .; Bjugstad, Kimberly B. (marzo de 2012). "Definición y diseño de polímeros e hidrogeles para la ingeniería de tejidos neurales" . Investigación en neurociencia . 72 (3): 199–213. doi : 10.1016 / j.neures.2011.12.005 . PMC 3408056 . PMID 22192467 .
- ^ Ozcelik, Berkay; Brown, Karl D .; Blencowe, Anton; Daniell, Mark; Stevens, Geoff W .; Qiao, Greg G. (mayo de 2013). "Películas ultrafinas de hidrogel de quitosano-poli (etilenglicol) para la ingeniería de tejidos corneales". Acta Biomaterialia . 9 (5): 6594–6605. doi : 10.1016 / j.actbio.2013.01.020 . PMID 23376126 .
- ^ Gao, Jiasheng; Liu, Rongfu; Wu, Jie; Liu, Zhiqiang; Li, Junjie; Zhou, Jin; Hao, Tong; Wang, Yan; Du, Zhiyan; Duan, Cuimi; Wang, Changyong (mayo de 2012). "El uso de hidrogel a base de quitosano para mejorar los beneficios terapéuticos de las CMM derivadas de tejido adiposo para la lesión renal aguda". Biomateriales . 33 (14): 3673–3681. doi : 10.1016 / j.biomaterials.2012.01.061 . PMID 22361096 .
- ^ Otani, Yuto; Tabata, Yasuhiko; Ikada, Yoshito (abril de 1999). "Efecto de sellado del pegamento de hidrogel de gelatina-poli (ácido l-glutámico) rápidamente curable en la fuga de aire del pulmón". Los anales de la cirugía torácica . 67 (4): 922–926. doi : 10.1016 / S0003-4975 (99) 00153-8 . PMID 10320229 .
- ^ Ramdas, M .; Dileep, KJ; Anitha, Y .; Paul, Willi; Sharma, Chandra P. (abril de 1999). "Microesferas de quitosano bioadhesivo encapsulado de alginato para la administración intestinal de fármacos". Revista de aplicaciones de biomateriales . 13 (4): 290-296. doi : 10.1177 / 088532829901300402 . ISSN 0885-3282 . PMID 10340211 . S2CID 31364133 .
- ^ Liu, Xing; Ma, mentira; Mao, Zhengwei; Gao, Changyou (2011), Jayakumar, Rangasamy; Prabaharan, M .; Muzzarelli, Riccardo AA (eds.), "Biomateriales basados en quitosano para la reparación y regeneración de tejidos", Quitosano para biomateriales II , Advances in Polymer Science, Springer Berlin Heidelberg, págs. 81-127, doi : 10.1007 / 12_2011_118 , ISBN 978-3-642-24061-4
- ^ Wu, Zi Liang; Gong, Jian Ping (junio de 2011). "Hidrogeles con estructuras ordenadas autoensamblables y sus funciones" . Materiales NPG Asia . 3 (6): 57–64. doi : 10.1038 / asiamat.2010.200 . ISSN 1884-4057 .
- ^ Kim, Jinku; Yaszemski, Michael J .; Lu, Lichun (diciembre de 2009). "Andamios poliméricos biodegradables porosos tridimensionales fabricados con porógenos de hidrogel biodegradables" . Ingeniería de tejidos. Parte C, Métodos . 15 (4): 583–594. doi : 10.1089 / ten.TEC.2008.0642 . ISSN 1937-3392 . PMC 2819712 . PMID 19216632 .