Preparation and Characterization of Biomimetic PEGDA - Methacrylamido Glucopyranose - Tannic Acid Tissue Adhesive Hydrogels

Abstract

Doku yapıştırıcıları, geleneksel yara kapatma yöntemlerine umut vadeden alternatiflerdir. Bu çalışmada, hassas doku onarımı için poli(etilen glikol) (PEG) bazlı, in situ foto çapraz bağlanma özelliğine sahip bir yapıştırıcı geliştirilmiştir. Mekanik özellikleri, yapışmayı iyileştirmek ve şişmeyi sınırlamak amacıyla, tanik asit (TA) ve metakrilamido glikopiranoz (MG) içeren polietilen glikol diakrilat (PEGDA) hidrojeller UV ile indüklenen polimerizasyon yöntemiyle hazırlanmıştır. Farklı PEGDA, MG ve TA oranlarına sahip hidrojeller, yapısal, morfolojik, reolojik, antibakteriyel ve sitotoksisite analizleriyle karakterize edilmiştir. %1 MG–%1 TA içeren hidrojeller 1034 kPa basma dayanımı, 55 kPa lap-shear çekme dayanımı ve 8 kPa patlama dayanımı sergilemiştir. Reoloji analizi ile viskoelastisitenin arttığı görülmüş, hidrojellerin şişme oranının ise TA etkisi ile %400'den %250'ye sınırlandığı belirlenmiştir. E. coli ve S. aureus'a karşı antibakteriyel aktivite sırasıyla %40 ve %45 olup, polimerizasyondan sonra inkübe edilerek elde edilen %20 TA oranında %95'e yükselmiştir. %1 MG–%1 TA içeren hidrojellerde hücre canlılığı %70'e ulaşmıştır. Polimerizasyondan sonra TA ilavesi en iyi mekanik özellikleri ve en düşük şişme oranını sağlamış olmasına rağmen, cerrahi uygulamalar için polimerizasyon sırasında TA eklenmesinin daha uygun seçenek olduğu sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, PEGDA-MG-TA hidrojelleri, kabul edilebilir biyouyumluluğu korurken hassas doku uygulamaları için umut vadeden bir potansiyel göstermiştirTissue adhesives are promising alternatives to conventional wound closure biomaterials. This study developed a poly(ethylene glycol) (PEG)-based, in situ photocrosslinking adhesive for sensitive tissue repair. Poly-ethylene glycol diacrylate (PEGDA) hydrogels containing tannic acid (TA) and methacrylamido glycopyranose (MG) were prepared by UV-induced polymerization to improve mechanical properties, adhesion, and achieve limited swelling. Hydrogels with different PEGDA, MG, and TA ratios were characterized by structural, morphological, rheological, antibacterial, and cytotoxicity analyses. Hydrogels containing 1% MG–1% TA exhibited 1034 kPa compressive strength, 55 kPa lap shear strength, and 8 kPa burst strength. Rheology analysis showed increased viscoelasticity, while the swelling ratio decreased from 400% to 250%. Antibacterial activity against E. coli and S. aureus was 40% and 45%, respectively, and increased to 95% with the addition of 20% TA after polymerization. Cell viability reached 70% in hydrogels containing 1% MG–1% TA. Although TA addition after polymerization resulted in the best mechanical properties and lowest swelling ratio, the hydrogels prepared by TA incorporation during polymerization were deemed more practical for surgical applications. Overall, PEGDA-MG-TA hydrogels demonstrated promising potential for sensitive tissue applications while maintaining acceptable biocompatibility.