ドーパミン修飾ヒアルロン酸ヒドロゲル接着剤と高速形成と高組織接着剤

現在、市販の組織接着剤は、湿った生物学的組織表面の弱い結合強度、低い生物学的適合性、およびゆっくりとした接着形成のために制限されています。カテコール修飾ヒアルロン酸（HA）接着剤は開発されていますが、制限に悩まされています。カテコール群の低い置換に起因する、不十分な接着性と耐久性の低下です。この研究では、カテコール群の代替度が改善されたムール貝に触発されたHAヒドロゲル接着剤を準備するためのシンプルで効率的な戦略を実証します。カテコール群の移植比が大幅に増加するため、ドーパミン結合ダイヤルデヒド-Ha（DAHA）ヒドロゲルは、優れた組織接着性能（つまり、90.0±6.7 kPaの接着強度）を示します。ヒドロゲル（〜10 kPa）、光架橋HAハイドロゲル（〜13 kPa）、または市販のフィブリン接着剤（2-40 kPa）。同時に、それらの最大接着エネルギーは384.6±26.0 J M-2であり、これは40〜400倍、2〜40倍、ムール貝ベースの接着剤、シアノアクリレートのものよりも約8倍高くなります。それぞれフィブリン接着剤。さらに、ヒドロゲルは60秒以内に迅速にゲル化でき、組織の再生に適した調整可能な分解があります。それらの細胞適合性と良好な細胞接着とともに、それらは新しい生物学的接着剤として有望な材料です。

Commercial or clinical tissue adhesives are currently limited due to their weak bonding strength on wet biological tissue surface, low biological compatibility, and slow adhesion formation. Although catechol-modified hyaluronic acid (HA) adhesives are developed, they suffer from limitations: insufficient adhesiveness and overfast degradation, attributed to low substitution of catechol groups. In this study, we demonstrate a simple and efficient strategy to prepare mussel-inspired HA hydrogel adhesives with improved degree of substitution of catechol groups. Because of the significantly increased grafting ratio of catechol groups, dopamine-conjugated dialdehyde-HA (DAHA) hydrogels exhibit excellent tissue adhesion performance (i.e., adhesive strength of 90.0 ± 6.7 kPa), which are significantly higher than those found in dopamine-conjugated HA hydrogels (∼10 kPa), photo-cross-linkable HA hydrogels (∼13 kPa), or commercially available fibrin glues (2-40 kPa). At the same time, their maximum adhesion energy is 384.6 ± 26.0 J m-2, which also is 40-400-fold, 2-40-fold, and ∼8-fold higher than those of the mussel-based adhesive, cyanoacrylate, and fibrin glues, respectively. Moreover, the hydrogels can gel rapidly within 60 s and have a tunable degradation suitable for tissue regeneration. Together with their cytocompatibility and good cell adhesion, they are promising materials as new biological adhesives.