Найден метод связывания гидрогелей с гидрофобными поверхностями из силикона

Источник: euro-bio-net.net

Полимеры на основе силикона часто используются в биотехнологиях. Они являются инертными, эластичными и биосовместимыми, с ними легко работать. Главный недостаток таких материалов — значительная гидрофобность поверхностей. Они препятствуют прохождению потоков водных растворов и предотвращают связывание некоторых биомолекул. Химическая модификация или нанесение специальных покрытий могут сделать поверхность силиконовых полимеров гидрофильной. Но все известные технологии дают только временный результат. Биоинженеры Университета штата Иллинойс (США) нашли способ, как прочно связать гидрофобную поверхность полимера с гидрогелем.

Команда исследователей под руководством Хуньон Конга и Чаньюнг Ча работала с альгинатным гидрогелем, водопоглощающей субстанцией, которая широко используется в медицине и пищевой промышленности. Гидрогель пытались «приклеить» к поверхности, образованной силиконовым полимером полидиметилсилоксаном (PDMS), традиционным материалом в микромасштабной биотехнологии. Для этого был разработан многоступенчатый процесс образования ковалентной связи полисахарида альгината (основной компонент гидрогеля) с поверхностью PDMS. Полученный альгинат-PDMS может участвовать в реакции сшивания, которая образует альгинатный гидрогель. Эксперименты показали, что соединение PDMS и гидрогеля остается стабильным в течение нескольких месяцев, может переносить многократные деформации на изгиб и растяжение, и не разрушается водными растворами.

Гидрогель является более гидрофильным материалом, чем покрытия, разработанные ранее. Физические свойства материала можно легко регулировать путем изменения параметров реакции сшивания. Исследователи также испытали несколько практических применений новой PDMS- гидрогельной подложки. На ней была выращена культура фибробластов (тип клеток соединительной ткани), которые затем подверглись многократному растяжению. Такой тип манипуляций имеет ценность для изучения эффектов механического напряжения на живых клетках внутри тела, но при менее эластичном субстрате проводить их невозможно. Другой эксперимент показал, что PDMS-гидрогель может быть успешно синтезирован в каналах микрофлюидных устройств, расширяя их функциональность.