Control sintonizable de la microestructura del hidrogel mediante competencia cinética entre el autoensamblaje y el entrecruzamiento de proteínas similares a la elastina.
Año de publicación:
2018
Identificación de PubMed:
29869869
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
La fabricación de hidrogeles microestructurados tridimensionales en forma de "cadena de cuentas" se logra racionalmente controlando el tiempo relativo de los procesos de reticulación química y autoensamblaje físico de una proteína diseñada. Para demostrar esta estrategia, se seleccionó una secuencia de aminoácidos de la proteína similar a la elastina (ELP) para permitir la reticulación química específica del sitio y el autoensamblaje físico termosensible. Este método permite ajustar las microestructuras del material sin alterar la secuencia de aminoácidos de ELP, sino simplemente controlando el grado de reticulación química antes de la coacervación física inducida térmicamente de ELP. Una red débilmente reticulada permite que ELP tenga una mayor movilidad de cadena, lo que resulta en una segregación de fases en perlas más grandes. Por el contrario, una red con mayor densidad de reticulación ha restringido la movilidad de la cadena ELP, lo que resulta en un autoensamblaje más localizado en perlas más pequeñas. Como prueba de aplicación de concepto para este sencillo proceso de ensamblaje, demostramos la encapsulación dual simultánea en un solo recipiente de fármacos modelo hidrófilos e hidrófobos dentro del hidrogel microestructurado y tasas de liberación diferenciales de los dos fármacos del material.
Resumen científico:
La fabricación de hidrogeles microestructurados tridimensionales en forma de "cadena de cuentas" se logra racionalmente controlando el tiempo relativo de los procesos de reticulación química y autoensamblaje físico de una proteína diseñada. Para demostrar esta estrategia, se seleccionó una secuencia de aminoácidos de la proteína similar a la elastina (ELP) para permitir la reticulación química específica del sitio y el autoensamblaje físico termosensible. Este método permite ajustar las microestructuras del material sin alterar la secuencia de aminoácidos de ELP, sino simplemente controlando el grado de reticulación química antes de la coacervación física inducida térmicamente de ELP. Una red débilmente reticulada permite que ELP tenga una mayor movilidad de cadena, lo que resulta en una segregación de fases en perlas más grandes. Por el contrario, una red con mayor densidad de reticulación ha restringido la movilidad de la cadena ELP, lo que resulta en un autoensamblaje más localizado en perlas más pequeñas. Como prueba de aplicación de concepto para este sencillo proceso de ensamblaje, demostramos la encapsulación dual simultánea en un solo recipiente de fármacos modelo hidrófilos e hidrófobos dentro del hidrogel microestructurado y tasas de liberación diferenciales de los dos fármacos del material.