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Martínez-Mejía G, Cuadras-Arconada R, Vázquez-Torres NA, Caro-Briones R, Castell-Rodríguez A, Del Río JM, Corea M, Jiménez-Juárez R. Synthesis of hydrogels from biomaterials and their potential application in tissue engineering. Carbohydr Res 2024; 543:109216. [PMID: 39043084 DOI: 10.1016/j.carres.2024.109216] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/28/2023] [Revised: 07/08/2024] [Accepted: 07/11/2024] [Indexed: 07/25/2024]
Abstract
In this study, a series of hydrogels were synthesized from chitosan(s) that was crosslinking with glutaraldehyde at different concentrations. Ascorbic acid in an acidic medium was used to facilitate non-covalent interactions. The chitosan(s) was obtained from shrimp cytoskeleton; while ascorbic acid was extracted from xoconostle juice. The hydrogel reaction was monitored by UV-vis spectroscopy (550 nm) to determine the reaction kinetics and reaction order at 60 °C. The hydrogels structures were characterized by NMR, FT-IR, HR-MS and SEM, while the degree of cross-linking was examined with TGA-DA. The extracellular matrices were obtained as stable hydrogels where reached maximum crosslinking was of 7 %, independent of glutaraldehyde quantity added. The rheological properties showed a behavior of weak gels and a dependence of crosslinking agent concentration on strength at different temperatures. The cytotoxicity assay showed that the gels had no adverse effects on cellular growth for all concentrations of glutaraldehyde.
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Affiliation(s)
- Gabriela Martínez-Mejía
- Laboratorio de Investigación en Polímeros y Nanomateriales, Instituto Politécnico Nacional, UPALM, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Edificio Z-5, PB, San Pedro Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, CP 07738, Ciudad de México, Mexico
| | - Ricardo Cuadras-Arconada
- Departamento de Química Orgánica, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Prolongación de Carpio y Plan de Ayala s/n, Alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11340, Ciudad de México, Mexico
| | - Nadia Adriana Vázquez-Torres
- Departamento de Biología Celular y Tisular, Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Medicina, Circuito Interior, Ciudad Universitaria, Av. Universidad3000, C.P. 04510, Ciudad de México, Mexico
| | - Rubén Caro-Briones
- Laboratorio de Investigación en Polímeros y Nanomateriales, Instituto Politécnico Nacional, UPALM, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Edificio Z-5, PB, San Pedro Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, CP 07738, Ciudad de México, Mexico; Departamento de Mecánica, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UPALM, San Pedro Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, CP 07738, Ciudad de México, Mexico
| | - Andrés Castell-Rodríguez
- Departamento de Biología Celular y Tisular, Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Medicina, Circuito Interior, Ciudad Universitaria, Av. Universidad3000, C.P. 04510, Ciudad de México, Mexico
| | - José Manuel Del Río
- Departamento de Metalurgia y Materiales, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, UPALM, San Pedro Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, CP 07738, Ciudad de México, Mexico
| | - Mónica Corea
- Laboratorio de Investigación en Polímeros y Nanomateriales, Instituto Politécnico Nacional, UPALM, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Edificio Z-5, PB, San Pedro Zacatenco, Alcaldía Gustavo A. Madero, CP 07738, Ciudad de México, Mexico.
| | - Rogelio Jiménez-Juárez
- Departamento de Química Orgánica, Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Prolongación de Carpio y Plan de Ayala s/n, Alcaldía Miguel Hidalgo, CP 11340, Ciudad de México, Mexico.
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