Silk Fibroin/GelMA-Based Hydrogels as a Platform for Tissue Adhesives and Tissue Engineering

丝素 自愈水凝胶 组织工程 胶粘剂 材料科学 丝绸 生物医学工程 高分子科学 复合材料 高分子化学 工程类 图层(电子)
作者
Kapil D. Patel,Kya A. Lamarra,Prasad Sawadkar,Andreas Ludwig,Adam W. Perriman
出处
期刊:ACS Biomaterials Science & Engineering [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsbiomaterials.5c00286
摘要

Silk fibroin (SF) and gelatin methacryloyl (GelMA)-based hydrogels are emerging as promising biomaterials for various biomedical applications due to their unique physiological and physicochemical properties. This Review highlights the synergistic advantages of SF/GelMA hydrogels, focusing on their physicochemical tunability, biocompatibility, and multifunctionality. SF contributes to structural integrity and mechanical strength through the formation of crystalline β-sheet domains, while GelMA provides a photo-cross-linkable functionality, facilitating precise modulation of mechanical and structural properties beneficial for cell support. Various cross-linking strategies, including physical (ionic, hydrogen bonding, hydrophobic interaction, and crystalline formation) and chemical (covalent cross-linking, photo-cross-linking, and enzymatic), are explored to optimize SF/GelMA hydrogels for enhanced tissue adhesion and tissue (skin, muscle, cartilage, bone, tendon, and ligament) regeneration applications. Furthermore, we address the current key translational challenges such as long-term biostability, large-scale production, and immune-regulatory pathways for successful clinical implementation for applications in regenerative medicine, including tissue repair and tissue reconstruction.
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