Modulation der Steifigkeit und Pulsierende Freisetzung in Dual‐Responsiven Hydrogelen

Abstract

AbstractNach dem Vorbild der Natur kann Selbstregulierung synthetischer Hydrogele durch chemomechanische Signale oder chemische Reaktionsnetzwerke eingebaut werden, um die physikochemischen Eigenschaften des Materials aufrecht zu erhalten oder anzupassen, wenn sie externen Stimuli ausgesetzt werden. In dieser Arbeit stellen wir Hydrogele vor, welche auf Redox‐ und Lichtstimuli reagieren und in der Lage sind, das polymere Netzwerk schnell zu verändern und gleichzeitig die Stabilität des Hydrogels zu erhalten. Bei Bestrahlung mit UV‐Licht zeigen die Polymerhydrogele, welche redoxresponsiv über Disulfide quervernetzt sind und lichtresponsive ortho‐Nitrobenzyleinheiten tragen, eine Freisetzung ihrer Ladung mit gleichzeitiger Anpassung des Hydrogelnetzwerks zu höherer Steifigkeit aufgrund der in situ Vernetzung durch S‐Nitrosylierung. Während das Hydrogeldesign es ermöglicht, dass das Netzwerk entweder in Gegenwart des Reduktionsmittels Glutathion weicher oder bei UV‐Bestrahlung steifer wird, führt die gleichzeitige Anwendung beider Stimuli zu einer Selbstregulierung des Netzwerks, was zu einer pulsierenden Freisetzung der Ladung der Hydrogele führt. Schließlich wurde die adaptive Steifigkeit genutzt, um einstellbare Hydrogele als Substrate für verschiedene Zelllinien herzustellen.