当前位置：
X-MOL 学术
›
Macromol. Biosci.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Enzyme Scaffolds with Hierarchically Defined Properties via 3D Jet Writing.
Macromolecular Bioscience ( IF 4.4 ) Pub Date : 2020-07-08 , DOI: 10.1002/mabi.202000154 Anke Steier 1 , Barbara Schmieg 1 , Yannic Irtel von Brenndorff 1 , Manuel Meier 2 , Hermann Nirschl 2 , Matthias Franzreb 1 , Joerg Lahann 1, 3
Macromolecular Bioscience ( IF 4.4 ) Pub Date : 2020-07-08 , DOI: 10.1002/mabi.202000154 Anke Steier 1 , Barbara Schmieg 1 , Yannic Irtel von Brenndorff 1 , Manuel Meier 2 , Hermann Nirschl 2 , Matthias Franzreb 1 , Joerg Lahann 1, 3
Affiliation
|
The immobilization of enzymes into polymer hydrogels is a versatile approach to improve their stability and utility in biotechnological and biomedical applications. However, these systems typically show limited enzyme activity, due to unfavorable pore dimensions and low enzyme accessibility. Here, 3D jet writing of water‐based bioinks, which contain preloaded enzymes, is used to prepare hydrogel scaffolds with well‐defined, tessellated micropores. After 3D jet writing, the scaffolds are chemically modified via photopolymerization to ensure mechanical stability. Enzyme loading and activity in the hydrogel scaffolds is fully retained over 3 d. Important structural parameters of the scaffolds such as pore size, pore geometry, and wall diameter are controlled with micrometer resolution to avoid mass‐transport limitations. It is demonstrated that scaffold pore sizes between 120 µm and 1 mm can be created by 3D jet writing approaching the length scales of free diffusion in the hydrogels substrates and resulting in high levels of enzyme activity (21.2% activity relative to free enzyme). With further work, a broad range of applications for enzyme‐laden hydrogel scaffolds including diagnostics and enzymatic cascade reactions is anticipated.
中文翻译：
通过 3D Jet Writing 具有分层定义特性的酶支架。
将酶固定到聚合物水凝胶中是一种通用的方法，可以提高它们在生物技术和生物医学应用中的稳定性和实用性。然而，由于不利的孔尺寸和低酶可及性，这些系统通常表现出有限的酶活性。在这里，含有预加载酶的水性生物墨水的 3D 喷射书写用于制备具有明确定义的镶嵌微孔的水凝胶支架。3D 喷射写入后，支架通过光聚合进行化学改性，以确保机械稳定性。水凝胶支架中的酶负载和活性在 3 d 内完全保留。支架的重要结构参数，如孔径、孔几何形状和壁直径，均以微米分辨率控制，以避免传质限制。结果表明，120 µm 和 1 mm 之间的支架孔径可以通过 3D 喷射写入接近水凝胶基质中自由扩散的长度尺度来创建，并导致高水平的酶活性（相对于游离酶的活性为 21.2%）。随着进一步的工作，预计载酶水凝胶支架的广泛应用，包括诊断和酶促级联反应。
更新日期：2020-07-08
中文翻译：
通过 3D Jet Writing 具有分层定义特性的酶支架。
将酶固定到聚合物水凝胶中是一种通用的方法，可以提高它们在生物技术和生物医学应用中的稳定性和实用性。然而，由于不利的孔尺寸和低酶可及性，这些系统通常表现出有限的酶活性。在这里，含有预加载酶的水性生物墨水的 3D 喷射书写用于制备具有明确定义的镶嵌微孔的水凝胶支架。3D 喷射写入后，支架通过光聚合进行化学改性，以确保机械稳定性。水凝胶支架中的酶负载和活性在 3 d 内完全保留。支架的重要结构参数，如孔径、孔几何形状和壁直径，均以微米分辨率控制，以避免传质限制。结果表明，120 µm 和 1 mm 之间的支架孔径可以通过 3D 喷射写入接近水凝胶基质中自由扩散的长度尺度来创建，并导致高水平的酶活性（相对于游离酶的活性为 21.2%）。随着进一步的工作，预计载酶水凝胶支架的广泛应用，包括诊断和酶促级联反应。
京公网安备 11010802027423号