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Design of Thermoresponsive Polyamine Cross-Linked Perfluoropolyether Hydrogels for Imaging and Delivery Applications
ACS Medicinal Chemistry Letters ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-08-11 , DOI: 10.1021/acsmedchemlett.0c00198 Michele Herneisey 1 , Paula Flórez Salcedo 1 , Trystan Domenech 2 , Christina Bagia 1 , Simon S George 1 , Robert Tunney 1 , Sachin Velankar 2 , T Kevin Hitchens 3 , Jelena M Janjic 1
ACS Medicinal Chemistry Letters ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-08-11 , DOI: 10.1021/acsmedchemlett.0c00198 Michele Herneisey 1 , Paula Flórez Salcedo 1 , Trystan Domenech 2 , Christina Bagia 1 , Simon S George 1 , Robert Tunney 1 , Sachin Velankar 2 , T Kevin Hitchens 3 , Jelena M Janjic 1
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Perfluorocarbons are versatile compounds with applications in 19F magnetic resonance imaging (MRI) and chemical conjugation to drugs and pH sensors. We present a novel thermoresponsive perfluorocarbon emulsion hydrogel that can be detected by 19F MRI. The developed hydrogel contains perfluoro(polyethylene glycol dimethyl ether) (PFPE) emulsion droplets that are stabilized through ionic cross-linking with polyethylenimine (PEI). Specifically, PFPE ester undergoes hydrolysis upon contact with aqueous PEI solution, resulting in an ionic bond between the PFPE acid and charged PEI amino groups. Due to the ionic nature of the PFPE/PEI bond, potassium buffer is required to preserve the hydrogel’s pH and rheological and emulsion droplet stability. The presence of the surface cross-linked PFPE droplets does not affect the hydrogel’s rheological behavior, drug loading, or drug release, and the hydrogel is nontoxic. We propose that the presented hydrogel can be adapted to a broad range of biomedical imaging and delivery applications.
中文翻译：
用于成像和递送应用的热响应聚胺交联全氟聚醚水凝胶的设计
全氟化碳是多功能化合物，可用于19 F 磁共振成像 (MRI) 以及与药物和 pH 传感器的化学偶联。我们提出了一种新型的热响应全氟化碳乳液水凝胶，可以通过19F 核磁共振。开发的水凝胶含有全氟（聚乙二醇二甲醚）（PFPE）乳液液滴，通过与聚乙烯亚胺（PEI）的离子交联而稳定。具体而言，PFPE 酯在与 PEI 水溶液接触时发生水解，导致 PFPE 酸和带电的 PEI 氨基之间形成离子键。由于 PFPE/PEI 键的离子性质，需要钾缓冲液来保持水凝胶的 pH 值以及流变学和乳液液滴的稳定性。表面交联的 PFPE 液滴的存在不影响水凝胶的流变行为、药物负载或药物释放，并且水凝胶是无毒的。我们建议所提出的水凝胶可以适用于广泛的生物医学成像和递送应用。
更新日期：2020-10-08
中文翻译：
用于成像和递送应用的热响应聚胺交联全氟聚醚水凝胶的设计
全氟化碳是多功能化合物，可用于19 F 磁共振成像 (MRI) 以及与药物和 pH 传感器的化学偶联。我们提出了一种新型的热响应全氟化碳乳液水凝胶，可以通过19F 核磁共振。开发的水凝胶含有全氟（聚乙二醇二甲醚）（PFPE）乳液液滴，通过与聚乙烯亚胺（PEI）的离子交联而稳定。具体而言，PFPE 酯在与 PEI 水溶液接触时发生水解，导致 PFPE 酸和带电的 PEI 氨基之间形成离子键。由于 PFPE/PEI 键的离子性质，需要钾缓冲液来保持水凝胶的 pH 值以及流变学和乳液液滴的稳定性。表面交联的 PFPE 液滴的存在不影响水凝胶的流变行为、药物负载或药物释放，并且水凝胶是无毒的。我们建议所提出的水凝胶可以适用于广泛的生物医学成像和递送应用。
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