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Silk degumming time controls horseradish peroxidase-catalyzed hydrogel properties.
Biomaterials Science ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-06-23 , DOI: 10.1039/d0bm00512f Jugal Kishore Sahoo 1 , Jaewon Choi 1 , Onur Hasturk 1 , Isabel Laubach 1 , Marc L Descoteaux 1 , Shreyas Mosurkal 1 , Boyang Wang 1 , Nina Zhang 1 , David L Kaplan 1
Biomaterials Science ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-06-23 , DOI: 10.1039/d0bm00512f Jugal Kishore Sahoo 1 , Jaewon Choi 1 , Onur Hasturk 1 , Isabel Laubach 1 , Marc L Descoteaux 1 , Shreyas Mosurkal 1 , Boyang Wang 1 , Nina Zhang 1 , David L Kaplan 1
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Hydrogels provide promising applications in tissue engineering and regenerative medicine, with silk fibroin (SF) offering biocompatibility, biodegradability and tunable mechanical properties. The molecular weight (MW) distribution of SF chains varies from ∼80 to 400 kDa depending on the extraction and purification process utilized to prepare the protein polymer. Here, we report a fundamental study on the effect of different silk degumming (extraction) time (DT) on biomaterial properties of enzymatically crosslinked hydrogels, including secondary structure, mechanical stiffness, in vitro degradation, swelling/contraction, optical transparency and cell behaviour. The results indicate that DT plays a crucial role in determining material properties of the hydrogel; decrease in DT increases β-sheet (crystal) formation and mechanical stiffness while decreasing degradation rate and optical transparency. The findings on the relationships between properties of silk hydrogels and DT should facilitate the more rational design of silk-based hydrogel biomaterials to match properties needed for diverse purpose in biomedical engineering.
中文翻译：
丝脱胶时间控制辣根过氧化物酶催化的水凝胶特性。
水凝胶在组织工程和再生医学中提供了有前景的应用，丝素蛋白（SF）具有生物相容性、生物可降解性和可调节的机械性能。 SF 链的分子量 (MW) 分布在 ~80 至 400 kDa 之间变化，具体取决于用于制备蛋白质聚合物的提取和纯化过程。在此，我们报告了一项关于不同蚕丝脱胶（提取）时间（DT）对酶交联水凝胶生物材料特性影响的基础研究，包括二级结构、机械刚度、体外降解、膨胀/收缩、光学透明度和细胞行为。结果表明，DT 在决定水凝胶材料性能方面起着至关重要的作用； DT 的减少会增加 β-折叠（晶体）的形成和机械刚度，同时降低降解率和光学透明度。关于丝水凝胶特性和DT之间关系的研究结果应有助于更合理地设计丝基水凝胶生物材料，以匹配生物医学工程中不同目的所需的特性。
更新日期：2020-07-28
中文翻译：
丝脱胶时间控制辣根过氧化物酶催化的水凝胶特性。
水凝胶在组织工程和再生医学中提供了有前景的应用，丝素蛋白（SF）具有生物相容性、生物可降解性和可调节的机械性能。 SF 链的分子量 (MW) 分布在 ~80 至 400 kDa 之间变化，具体取决于用于制备蛋白质聚合物的提取和纯化过程。在此，我们报告了一项关于不同蚕丝脱胶（提取）时间（DT）对酶交联水凝胶生物材料特性影响的基础研究，包括二级结构、机械刚度、体外降解、膨胀/收缩、光学透明度和细胞行为。结果表明，DT 在决定水凝胶材料性能方面起着至关重要的作用； DT 的减少会增加 β-折叠（晶体）的形成和机械刚度，同时降低降解率和光学透明度。关于丝水凝胶特性和DT之间关系的研究结果应有助于更合理地设计丝基水凝胶生物材料，以匹配生物医学工程中不同目的所需的特性。
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