Hidrogel eléctricamente conductor incorporado con nanotubos de carbono funcionalizados y óxido de grafeno que estimula sinérgicamente la diferenciación de células nerviosas

La regeneración nerviosa tras una lesión es un problema médico crítico. En trabajos previos, hemos desarrollado un hidrogel de oligo(ácido fumarato de poli(etileno glicol)) (OPF) incorporado con cargas positivas como un prometedor conducto nervioso. En este estudio, introdujimos enlaces entrecruzables al óxido de grafeno y nanotubos de carbono para obtener el acrilato de óxido de grafeno funcionalizado (GOa) y el acrilato de poli(etileno glicol) de nanotubos de carbono (CNTpega). Luego, se fabricó un hidrogel eléctricamente conductor al incrustar covalentemente GOa y CNTpega dentro del hidrogel OPF a través de un entrecruzamiento químico seguido de la reducción in situ de GOa en una solución de ácido l-ascórbico. Las cargas positivas se incorporaron mediante cloruro de 2-(metacriloyloxi)etiltrimetilamonio (MTAC) para obtener un hidrogel compuesto rGOaCNTpega-OPF-MTAC con cargas superficiales y conductividad eléctrica. La distribución de CNTpega y GOa en los hidrogeles fue sustentada por microscopía electrónica de transmisión (TEM), y se determinaron conductividades eléctricas fortalecidas. Se demostró una excelente biocompatibilidad para los hidrogeles compuestos incrustados con carbono. La evaluación biológica mostró una proliferación y dispersión mejoradas de las células PC12 en los hidrogeles conductores. Tras la diferenciación inducida utilizando factor de crecimiento nervioso (NGF), las células en los hidrogeles conductores fueron estimuladas eficazmente para tener un robusto desarrollo de neuritas, como se observó con un microscopio confocal. También se observó un efecto sinérgico de la conductividad eléctrica y las cargas positivas en las células nerviosas en este estudio. Usando un método de molde de vidrio, el hidrogel compuesto se fabricó exitosamente en conductos nerviosos conductores con cargas positivas superficiales. Estos resultados sugieren que el hidrogel compuesto rGOa-CNTpega-OPF-MTAC tiene un gran potencial como conductos para la ingeniería de tejidos neuronales.