Kompakte saloplastische Poly(Acrylsäure)/Poly(Alllylamin)-Komplexe: Kinetische Kontrolle über Zusammensetzung, Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften

Zusammenfassung Haltbare kompakte Polyelektrolytkomplexe (CoPECs) mit kontrollierter Porosität und mechanischen Eigenschaften werden durch Ultrazentrifugation hergestellt. Da die Ausgangsstoffe, Poly(allylaminhydrochlorid) (PAH) und Poly(acrylsäure-Natriumsalz) (PAA), schwache Säuren/Basen sind, werden sowohl Zusammensetzung als auch Morphologie durch den pH-Wert der Lösung kontrolliert. Darüber hinaus kann die Nichtgleichgewichts-Natur der Polyelektrolytkomplexierung ausgenutzt werden, um eine Reihe von Zusammensetzungen und Porositäten unter dem Einfluss der Reihenfolge und Geschwindigkeit der Polyelektrolytzugabe sowie der Konzentration bereitzustellen. Die konfokale Mikroskopie zeigt, dass diese "saloplastischen" Materialien stark porös sind, wobei die Porenbildung auf eine Kombination von Schrumpfung der Polyelektrolytmatrix und Expansion kleiner Inhomogenitäten durch osmotischen Druck zurückzuführen ist. Die Porosität (15–70%) und die Porengröße (70 μm) dieser Materialien können durch Anpassung des PAA-zu-PAH-Verhältnisses, der Salzkonzentration und des pH-Werts abgestimmt werden. Der Modul dieser CoPECs hängt vom Verhältnis der beiden Polyelektrolyte ab, wobei stöchiometrische Komplexe aufgrund einer optimierten Ladungspaarung die steifsten sind, was mit einer maximierten Quervernetzung zusammenhängt. Die mechanischen Eigenschaften, Porengrößen und Porendichte dieser Materialien machen sie gut geeignet für drei-dimensionale Träger in der Gewebeengineering-Anwendung.