Bioinspired Highly Anisotropic, Ultrastrong and Stiff, and Osteoconductive Mineralized Wood Hydrogel Composites for Bone Repair

材料科学 复合材料 纤维素 极限抗拉强度 各向异性 生物相容性 细菌纤维素 各向同性 复合数 自愈水凝胶 化学工程 高分子化学 工程类 冶金 物理 量子力学
作者
Xiaofei Wang,Ju Fang,Weiwei Zhu,Chuanxin Zhong,Dongdong Ye,Mingyu Zhu,Xiong Lu,Yusheng Zhao,Fuzeng Ren
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (20) 被引量:239
标识
DOI:10.1002/adfm.202010068
摘要

Abstract Anisotropic hydrogels mimicking the biological tissues with directional functions play essential roles in damage‐tolerance, cell guidance and mass transport. However, conventional synthetic hydrogels often have an isotropic network structure, insufficient mechanical properties and lack of osteoconductivity, which greatly limit their applications for bone repair. Herein, inspired by natural bone and wood, a biomimetic strategy is presented to fabricate highly anisotropic, ultrastrong and stiff, and osteoconductive hydrogel composites via impregnation of biocompatible hydrogels into the delignified wood followed by in situ mineralization of hydroxyapatite (HAp) nanocrystals. The well‐aligned cellulose nanofibrils endow the composites with highly anisotropic structural and mechanical properties. The strong intermolecular bonds of the aligned cellulose fibrils and hydrogel/wood interaction, and the reinforcing nanofillers of HAp enable the composites remarkable tensile strength of 67.8 MPa and elastic modulus of 670 MPa, three orders of magnitude higher than those of conventional alginate hydrogels. More importantly, the biocompatible hydrogel together with aligned HAp nanocrystals could effectively promote osteogenic differentiation in vitro and induce bone formation in vivo. The bone ingrowth into the hydrogel composite scaffold also yields good osteointegration. This study provides a low‐cost, eco‐friendly, feasible, and scalable approach for fabricating anisotropic, strong, stiff, hydrophilic, and osteoconductive hydrogel composites for bone repair.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
大个应助arniu2008采纳,获得10
4秒前
萍子完成签到 ,获得积分10
5秒前
dktrrrr完成签到,获得积分10
9秒前
数乱了梨花完成签到 ,获得积分0
11秒前
mildbiao完成签到,获得积分10
13秒前
丘比特应助arniu2008采纳,获得10
17秒前
Dreamsli完成签到,获得积分10
17秒前
neu_zxy1991完成签到,获得积分10
18秒前
愉快的真发布了新的文献求助30
20秒前
风信子完成签到,获得积分10
22秒前
31秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
36秒前
39秒前
追寻书本完成签到,获得积分10
44秒前
奋斗的雪曼完成签到,获得积分10
47秒前
Akim应助student采纳,获得50
59秒前
文2026完成签到 ,获得积分10
1分钟前
shann完成签到,获得积分10
1分钟前
锂电说完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
白开水完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
arniu2008发布了新的文献求助10
1分钟前
厚德载物完成签到 ,获得积分10
1分钟前
奶黄包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
完美世界应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
清爽的口红完成签到,获得积分10
1分钟前
jeery完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wenbo完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
黄油小熊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
A12345678完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无限千万完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
International Energy Investment Law: The Pursuit of Stability (2nd Edition) 500
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7716203
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9271098
关于积分的说明 20084447
捐赠科研通 7292566
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298750
关于科研通互助平台的介绍 2452902
邀请新用户注册赠送积分活动 2306151