Ionische NVP-MMA copolymeer hydrogel (NM) heeft meestal binnen 48 uur een zwellend evenwicht. Wanneer het als weefselvuller wordt gebruikt, is de aanvankelijke zwellingssnelheid te snel, wat na de operatie tot grotere pijn bij de patiënten zal leiden. In dit artikel werd de specifieke afbreekbare crosslinker N, N'-bis (acryloyl) cysteamine (BAC) geïntroduceerd in het hydrogelnetwerk van het copolymeer om een deel van de zwelpotentiaal op te slaan, en vervolgens werd de zwellende kinetiek van de hydrogel nauwkeurig afgesteld door geleidelijk aan breken van de disulfidebinding in BAC. De zweiteigenschappen, mechanische eigenschappen en histocompatibiliteit van NVP-MMA-copolymeerhydrogels (NMSS) die disulfidebindingen bevatten in vitro en in vivo werden systematisch beoordeeld.
In vitro simulatie-experimenten toonden aan dat de volumetrische zwelling van NMSS-hydrogels binnen 50 dagen bleef toenemen onder de reductie van dithiothreïtol. Er werd bevestigd dat de zwellende kinetica van dergelijke hydrogels in twee stadia konden worden verdeeld: kortdurende zwellingswerkwijze geregeld door osmotische druk (binnen 48 uur) en langdurig zwellingsproces gecontroleerd door disulfidebinding-desintegratie (tientallen dagen). De druksterkte van NMSS-hydrogels wordt door veel factoren beïnvloed. De zwellingsgraad van NMSS-hydrogels veroorzaakt door de hydrolyse van de zijmethylestergroep en de disulfidebinding kan leiden tot de afname van hun compressieve eigenschappen. Met de toename van het BAC-gehalte neemt de maximale rek van NMSS hydrogel dienovereenkomstig af. Onder dezelfde hoeveelheid BAC is de halve reductie van conventioneel verknopingsmiddel niet bevorderlijk voor het onderhoud van mechanische eigenschappen van hydrogelen. NMSS-hydrogels vertoonden goede mechanische eigenschappen. De compressiesterkte van monsters met evenwichtsvolume-zwelling van 6-12 varieerde van 0,25 MPa tot 0,75 MPa.
In vivo implantatie-experimenten toonden aan dat vergeleken met het zwellende evenwicht van NMSS-hydrogelen na implantatie van 1-2 weken, de tijd van het bereiken van het zwellende evenwicht van NMSS-hydrogelen significant was verlengd. Het zwellingsevenwicht van elke component hydrogelen werd gewoonlijk bereikt na implantatie van meer dan 4 weken, hetgeen aangaf dat de initiële zwellingssnelheid van copolymeerhydrogels effectief kon worden vertraagd door toevoeging van BAC. De resultaten toonden aan dat de zwellingssnelheid van hydrogels meer werd vertraagd door een hoog BAC-gehalte. Omdat het hydrogel-netwerksegment zich in de buurt van de sulfhydrylgroep herschikte, werd de twee zwavelbrug gevormd na de herschikking van het hydrogelnetwerk. Het thiolgehalte was het hoogst bij implantatie op 1W, daarna afgenomen met de implantatietijd en bijna verdwenen bij 4W. Omdat de volumezwelling van NMSS-hydrogel tijdens implantatie beperkt toenam, vertoonde de compressiesterkte van de hydrogel geen significante afnemende trend met de verlenging van de implantatietijd. De druksterkte van de hydrogel varieerde van 0,15 tot 0,5 MPa, terwijl de elasticiteitsmodulus minder was dan 1 MPa. Na 2 weken implantatie begon de fibreuze capsule te vormen. Met de verlenging van de implantatietijd verzwakte de inflammatoire celreactie rondom het materiaal geleidelijk. Na 16 weken was het volledig ingekapseld door dunne en dichte fibreuze capsule, wat aangaf dat NMSS hydrogel goede histocompatibiliteit had.