@article{AdelsbergerBivigouKoumbaMiasnikovaetal.2015, author = {Adelsberger, Joseph and Bivigou Koumba, Achille Mayelle and Miasnikova, Anna and Busch, Peter and Laschewsky, Andr{\´e} and M{\"u}ller-Buschbaum, Peter and Papadakis, Christine M.}, title = {Polystyrene-block-poly (methoxy diethylene glycol acrylate)-block-polystyrene triblock copolymers in aqueous solution-a SANS study of the temperature-induced switching behavior}, series = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft}, volume = {293}, journal = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft}, number = {5}, publisher = {Springer}, address = {New York}, issn = {0303-402X}, doi = {10.1007/s00396-015-3535-6}, pages = {1515 -- 1523}, year = {2015}, abstract = {A concentrated solution of a symmetric triblock copolymer with a thermoresponsive poly(methoxy diethylene glycol acrylate) (PMDEGA) middle block and short hydrophobic, fully deuterated polystyrene end blocks is investigated in D2O where it undergoes a lower critical solution temperature-type phase transition at ca. 36 A degrees C. Small-angle neutron scattering (SANS) in a wide temperature range (15-50 A degrees C) is used to characterize the size and inner structure of the micelles as well as the correlation between the micelles and the formation of aggregates by the micelles above the cloud point (CP). A model featuring spherical core-shell micelles, which are correlated by a hard-sphere potential or a sticky hard-sphere potential together with a Guinier form factor describing aggregates formed by the micelles above the CP, fits the SANS curves well in the entire temperature range. The thickness of the thermoresponsive micellar PMDEGA shell as well as the hard-sphere radius increase slightly already below the cloud point. Whereas the thickness of the thermoresponsive micellar shell hardly shrinks when heating through the CP and up to 50 A degrees C, the hard-sphere radius decreases within 3.5 K at the CP. The volume fraction decreases already significantly below the CP, which may be at the origin of the previously observed gel-sol transition far below the CP (Miasnikova et al., Langmuir 28: 4479-4490, 2012). Above the CP, small, and at higher temperatures, large aggregates are formed by the micelles.}, language = {en} } @article{BertzWoehlBruhnMietheetal.2013, author = {Bertz, Andreas and W{\"o}hl-Bruhn, Stefanie and Miethe, Sebastian and Tiersch, Brigitte and Koetz, Joachim and Hust, Michael and Bunjes, Heike and Menzel, Henning}, title = {Encapsulation of proteins in hydrogel carrier systems for controlled drug delivery influence of network structure and drug size on release rate}, series = {Journal of biotechnology}, volume = {163}, journal = {Journal of biotechnology}, number = {2}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {0168-1656}, doi = {10.1016/j.jbiotec.2012.06.036}, pages = {243 -- 249}, year = {2013}, abstract = {Novel hydrogels based on hydroxyethyl starch modified with polyethylene glycol methacrylate (HES-P(EG)(6)MA) were developed as delivery system for the controlled release of proteins. Since the drug release behavior is supposed to be related to the pore structure of the hydrogel network the pore sizes were determined by cryo-SEM, which is a mild technique for imaging on a nanometer scale. The results showed a decreasing pore size and an increase in pore homogeneity with increasing polymer concentration. Furthermore, the mesh sizes of the hydrogels were calculated based on swelling data. Pore and mesh size were significantly different which indicates that both structures are present in the hydrogel. The resulting structural model was correlated with release data for bulk hydrogel cylinders loaded with FITC-dextran and hydrogel microspheres loaded with FITC-IgG and FITC-dextran of different molecular size. The initial release depended much on the relation between hydrodynamic diameter and pore size while the long term release of the incorporated substances was predominantly controlled by degradation of the network of the much smaller meshes.}, language = {en} } @phdthesis{Buller2013, author = {Buller, Jens}, title = {Entwicklung neuer stimuli-sensitiver Hydrogelfilme als Plattform f{\"u}r die Biosensorik}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-66261}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2013}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit der Synthese und der Charakterisierung von thermoresponsiven Polymeren und ihrer Immobilisierung auf festen Oberfl{\"a}chen als nanoskalige d{\"u}nne Schichten. Dabei wurden thermoresponsive Polymere vom Typ der unteren kritischen Entmischungstemperatur (engl.: lower critical solution temperature, LCST) verwendet. Sie sind bei niedrigeren Temperaturen im L{\"o}sungsmittel gut und nach Erw{\"a}rmen oberhalb einer bestimmten kritischen Temperatur nicht mehr l{\"o}slich; d. h. sie weisen bei einer bestimmten Temperatur einen Phasen{\"u}bergang auf. Als Basismaterial wurden verschiedene thermoresponsive und biokompatible Polymere basierend auf Diethylenglykolmethylethermethacrylat (MEO2MA) und Oligo(ethylenglykol)methylethermethacrylat (OEGMA475, Mn = 475 g/ mol) {\"u}ber frei radikalische Copolymerisation synthetisiert. Der thermoresponsive Phasen{\"u}bergang der Copolymere wurde in w{\"a}ssriger L{\"o}sung und in gequollenen vernetzten d{\"u}nnen Schichten beobachtet. Außerdem wurde untersucht, inwiefern eine selektive Proteinbindung an geeignete funktionalisierte Copolymere die Phasen{\"u}bergangstemperatur beeinflusst. Die thermoresponsiven Copolymere wurden {\"u}ber photovernetzbare Gruppen auf festen Oberfl{\"a}chen immobilisiert. Die n{\"o}tigen lichtempfindlichen Vernetzereinheiten wurden mittels des polymerisierbaren Benzophenonderivates 2 (4 Benzoylphenoxy)ethylmethacrylat (BPEM) in das Copolymer integriert. D{\"u}nne Filme der Copolymere mit ca. 100 nm Schichtdicke wurden {\"u}ber Rotationsbeschichtung auf Siliziumwafer aufgeschleudert und anschließend durch Bestrahlung mit UV Licht vernetzt und auf der Oberfl{\"a}che immobilisiert. Die Filme sind stabiler je gr{\"o}ßer der Vernetzeranteil und je gr{\"o}ßer die Molmasse der Copolymere ist. Bei einem Waschprozess nach der Vernetzung wird beispielsweise aus einem Film mit moderater Molmasse und geringem Vernetzeranteil mehr unvernetztes Copolymer ausgewaschen als bei einem h{\"o}hermolekularen Copolymer mit hohem Vernetzeranteil. Die Quellbarkeit der Polymerschichten wurde mit Ellipsometrie untersucht. Sie ist gr{\"o}ßer je geringer der Vernetzeranteil in den Copolymeren ist. Schichten aus thermoresponsiven OEG Copolymeren zeigen einen Volumenphasen{\"u}bergang vom Typ der LCST. Der thermoresponsive Kollaps der Schichten ist komplett reversibel, die Kollapstemperatur kann {\"u}ber die Zusammensetzung der Copolymere eingestellt werden. F{\"u}r einen Vergleich dieser Eigenschaften mit dem gut charakterisierten und derzeit wohl am h{\"a}ufigsten untersuchten thermoresponsiven Polymer Poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAM) wurden zus{\"a}tzlich photovernetzte Schichten aus PNIPAM hergestellt und ebenfalls ellipsometrisch vermessen. Im Vergleich zu PNIPAM verl{\"a}uft der Phasen{\"u}bergang der Schichten aus den Copolymeren mit Oligo(ethylenglykol)-seitenketten (OEG Copolymere) {\"u}ber einen gr{\"o}ßeren Temperaturbereich. Mit Licht einer Wellenl{\"a}nge > 300 nm wurden die photosensitiven Benzophenongruppen selektiv angeregt. Bei der Verwendung kleinerer Wellenl{\"a}ngen vernetzten die Copolymerschichten auch ohne die Anwesenheit der lichtempfindlichen Benzophenongruppen. Dieser Effekt ließ sich zur kontrollierten Immobilisierung und Vernetzung der OEG Copolymere einsetzen. Als weitere Methode zur Immobilisierung der Copolymere wurde die Anbindung {\"u}ber Amidbindungen untersucht. Dazu wurden OEG Copolymere mit dem carboxylgruppenhaltigen 2 Succinyloxyethylmethacrylat (MES) auf mit 3 Aminopropyldimethylethoxysilan (APDMSi) silanisierte Siliziumwafer rotationsbeschichtet, und mit dem oligomeren α, ω Diamin Jeffamin® ED 900 vernetzt. Die Vernetzungsreaktion erfolgte ohne weitere Zus{\"a}tze durch Erhitzen der Proben. Die Hydrogelschichten waren anschließend stabil und zeigten neben thermoresponsivem auch pH responsives Verhalten. Um zu untersuchen, ob die Phasen{\"u}bergangstemperatur durch eine Proteinbindung beeinflusst werden kann, wurde ein polymerisierbares Biotinderivat 2 Biotinyl-aminoethylmethacrylat (BAEMA) in das thermoresponsive Copolymer eingebaut. Der Einfluss des biotinbindenen Proteins Avidin auf das thermoresponsive Verhalten des Copolymers in L{\"o}sung wurde untersucht. Die spezifische Bindung von Avidin an das biotinylierte Copolymer verschob die {\"U}bergangstemperatur deutlich zu h{\"o}heren Temperaturen. Kontrollversuche zeigten, dass dieses Verhalten auf eine selektive Proteinbindung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Thermoresponsive OEG Copolymere mit photovernetzbaren Gruppen aus BPEM und Biotingruppen aus BAEMA wurden {\"u}ber Rotationsbeschichtung auf Gold- und auf Siliziumoberfl{\"a}chen aufgetragen und durch UV Strahlung vernetzt. Die spezifische Bindung von Avidin an die Copolymerschicht wurde mit Oberfl{\"a}chenplasmonenresonanz und Ellipsometrie untersucht. Die Bindungskapazit{\"a}t der Schichten war umso gr{\"o}ßer, je kleiner der Vernetzeranteil, d. h. je gr{\"o}ßer die Maschenweite des Netzwerkes war. Die Quellbarkeit der Schichten wurde durch die Avidinbindung erh{\"o}ht. Bei hochgequollenen Systemen verursachte eine Mehrfachbindung des tetravalenten Avidins allerdings eine zus{\"a}tzliche Quervernetzung des Polymernetzwerkes. Dieser Effekt wirkt der erh{\"o}hten Quellbarkeit durch die Avidinbindung entgegen und l{\"a}sst die Polymernetzwerke schrumpfen.}, language = {de} } @phdthesis{Couturier2016, author = {Couturier, Jean-Philippe}, title = {New inverse opal hydrogels as platform for detecting macromolecules}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-98412}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xiii, 132, XXXVIII}, year = {2016}, abstract = {In this thesis, a route to temperature-, pH-, solvent-, 1,2-diol-, and protein-responsive sensors made of biocompatible and low-fouling materials is established. These sensor devices are based on the sensitivemodulation of the visual band gap of a photonic crystal (PhC), which is induced by the selective binding of analytes, triggering a volume phase transition. The PhCs introduced by this work show a high sensitivity not only for small biomolecules, but also for large analytes, such as glycopolymers or proteins. This enables the PhC to act as a sensor that detects analytes without the need of complex equipment. Due to their periodical dielectric structure, PhCs prevent the propagation of specific wavelengths. A change of the periodicity parameters is thus indicated by a change in the reflected wavelengths. In the case explored, the PhC sensors are implemented as periodically structured responsive hydrogels in formof an inverse opal. The stimuli-sensitive inverse opal hydrogels (IOHs) were prepared using a sacrificial opal template of monodispersed silica particles. First, monodisperse silica particles were assembled with a hexagonally packed structure via vertical deposition onto glass slides. The obtained silica crystals, also named colloidal crystals (CCs), exhibit structural color. Subsequently, the CCs templates were embedded in polymer matrix with low-fouling properties. The polymer matrices were composed of oligo(ethylene glycol) methacrylate derivatives (OEGMAs) that render the hydrogels thermoresponsive. Finally, the silica particles were etched, to produce highly porous hydrogel replicas of the CC. Importantly, the inner structure and thus the ability for light diffraction of the IOHs formed was maintained. The IOH membrane was shown to have interconnected pores with a diameter as well as interconnections between the pores of several hundred nanometers. This enables not only the detection of small analytes, but also, the detection of even large analytes that can diffuse into the nanostructured IOH membrane. Various recognition unit - analyte model systems, such as benzoboroxole - 1,2-diols, biotin - avidin and mannose - concanavalin A, were studied by incorporating functional comonomers of benzoboroxole, biotin and mannose into the copolymers. The incorporated recognition units specifically bind to certain low and highmolar mass biomolecules, namely to certain saccharides, catechols, glycopolymers or proteins. Their specific binding strongly changes the overall hydrophilicity, thus modulating the swelling of the IOH matrices, and in consequence, drastically changes their internal periodicity. This swelling is amplified by the thermoresponsive properties of the polymer matrix. The shift of the interference band gap due to the specific molecular recognition is easily visible by the naked eye (up to 150 nm shifts). Moreover, preliminary trial were attempted to detect even larger entities. Therefore anti-bodies were immobilized on hydrogel platforms via polymer-analogous esterification. These platforms incorporate comonomers made of tri(ethylene glycol) methacrylate end-functionalized with a carboxylic acid. In these model systems, the bacteria analytes are too big to penetrate into the IOH membranes, but can only interact with their surfaces. The selected model bacteria, as Escherichia coli, show a specific affinity to anti-body-functionalized hydrogels. Surprisingly in the case functionalized IOHs, this study produced weak color shifts, possibly opening a path to detect directly living organism, which will need further investigations.}, language = {en} } @phdthesis{Ihlenburg2023, author = {Ihlenburg, Ramona}, title = {Sulfobetainhydrogele mit biomedizinischem Anwendungspotential und deren Netzwerkcharakterisierung im Gleichgewichtsquellzustand}, doi = {10.25932/publishup-60709}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-607093}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xi, 228, xlviii}, year = {2023}, abstract = {In dieser Dissertation konnten erfolgreich mechanisch stabile Hydrogele {\"u}ber eine freie radikalische Polymerisation (FRP) in Wasser synthetisiert werden. Dabei diente vor allem das Sulfobetain SPE als Monomer. Dieses wurde mit dem {\"u}ber eine nukleophile Substitution erster bzw. zweiter Ordnung hergestellten Vernetzer TMBEMPA/Br umgesetzt. Die entstandenen Netzwerke wurden im Gleichgewichtsquellzustand im Wesentlichen mittels Niederfeld-Kernresonanzspektroskopie, R{\"o}ntgenkleinwinkelstreuung (SAXS), Rasterelektronenmikroskopie mit Tieftemperaturtechnik (Kryo-REM), dynamisch-mechanische Analyse (DMA), Rheologie, thermogravimetrische Analyse (TGA) und dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) analysiert. Das hierarchisch aufgebaute Netzwerk wurde anschließend f{\"u}r die matrixgesteuerten Mineralisation von Calciumphosphat und -carbonat genutzt. {\"U}ber das alternierende Eintauchverfahren (engl. „alternate soaking method") und der Variation von Mineralisationsparametern, wie pH-Wert, Konzentration c und Temperatur T konnten dann verschiedene Modifikationen des Calciumphosphats generiert werden. Das entstandene Hybridmaterial wurde qualitativ mittels R{\"o}ntgenpulverdiffraktometrie (XRD), abgeschw{\"a}chte Totalreflexion-fouriertransformierte Infrarot Spektroskopie (ATR-FTIR), Raman-Spektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit energiedispersiver R{\"o}ntgenspektroskopie (EDXS) und optischer Mikroskopie (OM) als auch quantitative mittels Gravimetrie und TGA analysiert. F{\"u}r die potentielle Verwendung in der Medizintechnik, z.B. als Implantatmaterial, ist die grundlegende Einsch{\"a}tzung der Wechselwirkung zwischen Hydrogel bzw. Hybridmaterial und verschiedener Zelltypen unerl{\"a}sslich. Dazu wurden verschiedene Zelltypen, wie Einzeller, Bakterien und adulte Stammzellen verwendet. Die Wechselwirkung mit Peptidsequenzen von Phagen komplettiert das biologische Unterkapitel. Hydrogele sind mannigfaltig einsetzbar. Diese Arbeit fasst daher weitere Projektperspektiven, auch außerhalb des biomedizinischem Anwendungsspektrums, auf. So konnten erste Ans{\"a}tze zur serienm{\"a}ßige bzw. maßgeschneiderte Produktion {\"u}ber das „Inkjet" Verfahren erreicht werden. Um dies erm{\"o}glichen zu k{\"o}nnen wurden erfolgreich weitere Synthesestrategien, wie die Photopolymerisation und die redoxinitiierte Polymerisation, ausgenutzt. Auch die Eignung als Filtermaterial oder Superabsorber wurde analysiert.}, language = {de} } @article{NeffeLoebusZaupaetal.2011, author = {Neffe, Axel T. and Loebus, Axel and Zaupa, Alessandro and St{\"o}tzel, Christian and M{\"u}ller, Frank A. and Lendlein, Andreas}, title = {Gelatin functionalization with tyrosine derived moieties to increase the interaction with hydroxyapatite fillers}, series = {Acta biomaterialia}, volume = {7}, journal = {Acta biomaterialia}, number = {4}, publisher = {Elsevier}, address = {Oxford}, issn = {1742-7061}, doi = {10.1016/j.actbio.2010.11.025}, pages = {1693 -- 1701}, year = {2011}, abstract = {Combining gelatins functionalized with the tyrosine-derived groups desaminotyrosine or desaminotyrosyl tyrosine with hydroxyapatite (HAp) led to the formation of composite materials with much lower swelling ratios than those of the pure matrices. Shifts of the infra-red (IR) bands related to the free carboxyl groups could be observed in the presence of HAp, which suggested a direct interaction of matrix and filler that formed additional physical cross-links in the material. In tensile tests and rheological measurements the composites equilibrated in water had increased Young's moduli (from 200 kPa up to 2 MPa) and tensile strengths (from 57 kPa up to 1.1 MPa) compared with the matrix polymers without affecting the elongation at break. Furthermore, an increased thermal stability of the networks from 40 to 85 degrees C could be demonstrated. The differences in the behaviour of the functionalized gelatins compared with pure gelatin as a matrix suggested an additional stabilizing bond between the incorporated aromatic groups and the HAp as supported by the IR results. The composites can potentially be applied as bone fillers.}, language = {en} } @phdthesis{Niedl2015, author = {Niedl, Robert Raimund}, title = {Nichtlineare Kinetik und responsive Hydrogele f{\"u}r papierbasierte Schnelltestanwendungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-77735}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {iv, 128}, year = {2015}, abstract = {Viele klinische Schnelltestsysteme ben{\"o}tigen vorpr{\"a}parierte oder aufgereinigte Analyte mit frisch hergestellten L{\"o}sungen. Fernab standardisierter Laborbedingungen wie z.B. in Entwicklungsl{\"a}ndern oder Krisengebieten sind solche Voraussetzungen oft nur unter einem hohen Aufwand herstellbar. Zus{\"a}tzlich stellt die erforderliche Sensitivit{\"a}t die Entwicklung einfach zu handhabender Testsysteme vor große Herausforderungen. Autokatalytische Reaktionen, die sich mit Hilfe sehr geringer Initiatorkonzentrationen ausl{\"o}sen lassen, k{\"o}nnen hier eine Perspektive f{\"u}r Signalverst{\"a}rkungsprozesse bieten. Aus diesem Grund wird im ersten Teil der vorliegenden Arbeit das Verhalten der autokatalytischen Arsenit-Jodat-Reaktion in einem mikrofluidischen Kanal untersucht. Dabei werden insbesondere die diffusiven und konvektiven Einfl{\"u}sse auf die Reaktionskinetik im Vergleich zu makroskopischen Volumenmengen betrachtet. Im zweiten Teil werden thermoresponsive Hydrogele mit einem kanalstrukturierten Papiernetzwerk zu einem neuartigen, kapillargetriebenen, extern steuerbaren Mikrofluidik-System kombiniert. Das hier vorgestellte Konzept durch Hydrogele ein papierbasiertes LOC-System zu steuern, erm{\"o}glicht zuk{\"u}nftig die Herstellung von komplexeren, steuerbaren Point-Of-Care Testsystemen (POCT). Durch z.B. einen thermischen Stimulus, wird das L{\"o}sungsverhalten eines Hydrogels so ver{\"a}ndert, dass die gespeicherte Fl{\"u}ssigkeit freigesetzt und durch die Kapillarkraft des Papierkanals ins System transportiert wird. Die Eigenschaften dieses Gelnetzwerks k{\"o}nnen dabei so eingestellt werden, dass eine Freisetzung von Fl{\"u}ssigkeiten sogar bei K{\"o}rpertemperatur m{\"o}glich w{\"a}re und damit eine Anwendung g{\"a}nzlich ohne weitere Hilfsmittel denkbar ist. F{\"u}r die Anwendung notwendige Chemikalien oder Enzyme lassen sich hierbei bequem in getrocknetem Zustand im Papiersubstrat vorlagern und bei Bedarf in L{\"o}sung bringen. Im abschließenden dritten Teil der Arbeit wird ein durch Hydrogele betriebener, Antik{\"o}rper-basierter Mikroorganismenschnelltest f{\"u}r Escherichia coli pr{\"a}sentiert. Dar{\"u}ber hinaus wird weiterf{\"u}hrend eine einfache Methode zur Funktionalisierung eines Hydrogels mit Biomolek{\"u}len {\"u}ber EDC/NHS-Kopplung vorgestellt.}, language = {de} } @article{PilusoHieblGorbetal.2011, author = {Piluso, Susanna and Hiebl, Bernhard and Gorb, Stanislav N. and Kovalev, Alexander and Lendlein, Andreas and Neffe, Axel T.}, title = {Hyaluronic acid-based hydrogels crosslinked by copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition with tailorable mechanical properties}, series = {The international journal of artificial organs}, volume = {34}, journal = {The international journal of artificial organs}, number = {2}, publisher = {Wichtig}, address = {Milano}, issn = {0391-3988}, doi = {10.5301/IJAO.2011.6394}, pages = {192 -- 197}, year = {2011}, abstract = {Biopolymers of the extracellular matrix are attractive starting materials for providing degradable and biocompatible biomaterials. In this study, hyaluronic acid-based hydrogels with tunable mechanical properties were prepared by the use of copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (known as "click chemistry"). Alkyne-functionalized hyaluronic acid was crosslinked with linkers having two terminal azide functionalities, varying crosslinker density as well as the lengths and rigidity of the linker molecules. By variation of the crosslinker density and crosslinker type, hydrogels with elastic moduli in the range of 0.5-4 kPa were prepared. The washed materials contained a maximum of 6.8 mg copper per kg dry weight and the eluate of the gel crosslinked with diazidostilbene did not show toxic effects on L929 cells. The hyaluronic acid-based hydrogels have potential as biomaterials for cell culture or soft tissue regeneration applications.}, language = {en} } @article{PilusoLendleinNeffe2017, author = {Piluso, Susanna and Lendlein, Andreas and Neffe, Axel T.}, title = {Enzymatic action as switch of bulk to surface degradation of clicked gelatin-based networks}, series = {Polymers for advanced technologies}, volume = {28}, journal = {Polymers for advanced technologies}, publisher = {Wiley}, address = {Hoboken}, issn = {1042-7147}, doi = {10.1002/pat.3962}, pages = {1318 -- 1324}, year = {2017}, abstract = {Polymer degradation occurs under physiological conditions in vitro and in vivo, especially when bonds susceptible to hydrolysis are present in the polymer. Understanding of the degradation mechanism, changes of material properties over time, and overall rate of degradation is a necessary prerequisite for the knowledge-based design of polymers with applications in biomedicine. Here, hydrolytic degradation studies of gelatin-based networks synthesized by copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition reaction are reported, which were performed with or without addition of an enzyme. In all cases, networks with a stilbene as crosslinker proofed to be more resistant to degradation than when an octyl diazide was used. Without addition of an enzyme, the rate of degradation was ruled by the crosslinking density of the network and proceeded via a bulk degradation mechanism. Addition of Clostridium histolyticum collagenase resulted in a much enhanced rate of degradation, which furthermore occurred via surface erosion. The mesh size of the hydrogels (>7nm) was in all cases larger than the hydrodynamic radius of the enzyme (4.5nm) so that even in very hydrophilic networks with large mesh size enzymes may be used to induce a fast surface degradation mechanism. This observation is of general interest when designing hydrogels to be applied in the presence of enzymes, as the degradation mechanism and material performance are closely interlinked. Copyright (c) 2016 John Wiley \& Sons, Ltd.}, language = {en} } @article{PilusoVukicevieNoecheletal.2018, author = {Piluso, Susanna and Vukicevie, Radovan and N{\"o}chel, Ulrich and Braune, Steffen and Lendlein, Andreas and Neffe, Axel T.}, title = {Sequential alkyne-azide cycloadditions for functionalized gelatin hydrogel formation}, series = {European polymer journal}, volume = {100}, journal = {European polymer journal}, publisher = {Elsevier}, address = {Oxford}, issn = {0014-3057}, doi = {10.1016/j.eurpolymj.2018.01.017}, pages = {77 -- 85}, year = {2018}, abstract = {While click chemistry reactions for biopolymer network formation are attractive as the defined reactions may allow good control of the network formation and enable subsequent functionalization, tailoring of gelatin network properties over a wide range of mechanical properties has yet to be shown. Here, it is demonstrated that copper-catalyzed alkyne-azide cycloaddition of alkyne functionalized gelatin with diazides gave hydrogel networks with properties tailorable by the ratio of diazide to gelatin and diazide rigidity. 4,4′-diazido-2,2′-stilbenedisulfonic acid, which has been used as rigid crosslinker, yielded hydrogels with Young's moduli E of 50-390 kPa and swelling degrees Q of 150-250 vol.\%, while the more flexible 1,8-diazidooctane resulted in hydrogels with E = 125-280 kPa and Q = 225-470 vol.\%. Storage moduli could be varied by two orders of magnitude (G′ = 100-20,000 Pa). An indirect cytotoxicity test did not show cytotoxic properties. Even when employing 1:1 ratios of alkyne and azide moieties, the hydrogels were shown to contain both, unreacted alkyne groups on the gelatin backbone as well as dangling chains carrying azide groups as shown by reaction with functionalized fluorescein. The free groups, which can be tailored by the employed ratio of the reactants, are accessible for covalent attachment of drugs, as was demonstrated by functionalization with dexamethasone. The sequential network formation and functionalization with click chemistry allows access to multifunctional materials relevant for medical applications.}, language = {en} }