Nanocomposite hydrogels capable of undergoing manufacturing process have recently attracted attention in biomedical applications due to their desired mechanical properties and high functionality. 3D printing nanocomposite hydrogels of hyaluronic acid (HA)/nanodiamond (ND) revealed that the addition of ND with the low weight ratio of 0.02 wt% resulted in higher compressive force and gel breaking point, compared with HA only nanocomposites. These HA nanocomposite hydrogels loaded with surface functionalized ND allowed for the enforced compressive stress to be tuned in a pH-dependent manner. HA nanocomposite hydrogels with ND-OH at pH 8 showed an increase of 1.40-fold (0.02%: 236.18 kPa) and 1.37-fold (0.04%: 616.72 kPa) the compressive stress at the composition of 0.02 wt% and 0.04 wt, respectively, compared to those of ND-COOH (0.02%: 168.31 kPa, 0.04%: 449.59 kPa) at the same pH. Moreover, the compressive stress of HA/ND-OH (0.04 wt%) at pH 8 was mechanically enhanced 1.29-fold, compared to that of HA/ND-OH (0.04 wt%) at pH 7. These results indicate that the tunable buffering environment and interaction with the long chains of HA at the molecular level have a critical role in the dependency of the mechanical properties on pH. Due to the pH stability of the ND-OH nanophase, filament-based processing and layer-based deposition at microscale attained enforced mechanical properties of hydrogel. Fine surface tuning of the inorganic ND nanophase and controlled 3D printing leads to improved control over the pH-dependent mechanical properties of the nanocomposite hydrogels reported herein.

中文翻译：

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pH依赖性纳米金刚石增强了3D打印的透明质酸纳米复合水凝胶的机械性能。

能够经历制造过程的纳米复合水凝胶由于其所需的机械性能和高功能性，最近在生物医学应用中引起了关注。透明质酸（HA）/纳米金刚石（ND）的3D打印纳米复合水凝胶显示，与仅使用HA的纳米复合材料相比，以0.02 wt％的低重量比添加ND导致更高的压缩力和凝胶断裂点。这些负载有表面官能化ND的HA纳米复合水凝胶允许以依赖于pH的方式调节所施加的压缩应力。pH值为8的具有ND-OH的HA纳米复合水凝胶的压应力分别为0.02 wt％和0.04 wt％时增加1.40倍（0.02％：236.18 kPa）和1.37倍（0.04％：616.72 kPa）。 ，与ND-COOH（0.02％：168.31 kPa，0。04％：449.59 kPa）。此外，与pH 7时HA / ND-OH（0.04 wt％）相比，pH 8时HA / ND-OH（0.04 wt％）的压缩应力机械增强了1.29倍。这些结果表明可调参数缓冲环境以及在分子水平上与HA长链的相互作用在机械性能对pH的依赖性方面具有关键作用。由于ND-OH纳米相的pH稳定性，在微尺度上基于长丝的处理和基于层的沉积获得了增强的水凝胶力学性能。无机ND纳米相的精细表面调节和受控的3D打印可改善对本文报道的纳米复合水凝胶的pH依赖的机械性能的控制。与pH 7的HA / ND-OH（0.04 wt％）相比，pH 8的机械强度提高了1.29倍。这些结果表明，可调节的缓冲环境以及与HA / ND-OH在pH为7时与长链的相互作用。分子水平在机械性能对pH的依赖性方面具有关键作用。由于ND-OH纳米相的pH稳定性，在微尺度上基于长丝的处理和基于层的沉积获得了增强的水凝胶力学性能。无机ND纳米相的精细表面调节和受控的3D打印可改善对本文报道的纳米复合水凝胶的pH依赖的机械性能的控制。与pH 7的HA / ND-OH（0.04 wt％）相比，pH 8的机械强度提高了1.29倍。这些结果表明，可调节的缓冲环境以及与HA / ND-OH在pH为7时与长链的相互作用。分子水平在机械性能对pH的依赖性方面具有关键作用。由于ND-OH纳米相的pH稳定性，在微尺度上基于长丝的处理和基于层的沉积获得了增强的水凝胶力学性能。无机ND纳米相的精细表面调节和受控的3D打印可改善对本文报道的纳米复合水凝胶的pH依赖的机械性能的控制。这些结果表明，可调节的缓冲环境以及在分子水平上与HA长链的相互作用在机械性能对pH的依赖性方面具有关键作用。由于ND-OH纳米相的pH稳定性，在微尺度上基于长丝的处理和基于层的沉积获得了增强的水凝胶力学性能。无机ND纳米相的精细表面调节和受控的3D打印可改善对本文报道的纳米复合水凝胶的pH依赖的机械性能的控制。这些结果表明，可调节的缓冲环境以及在分子水平上与HA长链的相互作用在机械性能对pH的依赖性方面具有关键作用。由于ND-OH纳米相的pH稳定性，在微尺度上基于长丝的处理和基于层的沉积获得了增强的水凝胶力学性能。无机ND纳米相的精细表面调节和受控的3D打印可改善对本文报道的纳米复合水凝胶的pH依赖性机械性能的控制。