背景:水凝胶材料支架是三维培养细胞的理想材料之一,但水凝胶内部密集的网络结构对细胞增殖及舒展有明显抑制作用,水凝胶支架内部的多孔结构对上述问题有明显改善.目的:探讨以甲基丙烯酸酐化明胶为支架材料、聚环氧乙烷溶液为造孔剂构建三维载细胞多孔水凝胶支架的方法,以及多孔水凝胶支架对细胞行为的影响.方法:制备甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶溶液与聚环氧乙烷溶液,将二者分别以4:1、3:1、2:1、1:1的体积比混合,加入骨髓间充质干细胞,设计构建可载细胞的三维多孔水凝胶支架,表征支架的微观形貌与力学性能,利用活死染色观察细胞相容性、细胞骨架染色观察细胞形态.结果 与结论:①扫描电镜下可见,各组支架截面呈均匀分布的多孔结构,各孔隙之间相互连通,孔隙呈类椭圆形或类圆形,随着聚环氧乙烷溶液比例的增加,支架的孔径及孔隙率增加;②多频应变曲线显示,各组支架的应变均可达到40％以上,其中体积比1:1支架的应变可达到60％;随着聚环氧乙烷溶液比例的增加,支架的储能模量下降,其中体积比1:1支架的力学强度较差,仅能勉强维持支架的形态;③体外培养14 d的活死染色显示,各组支架内的细胞存活率均>85％;④体外培养14 d的细胞骨架染色显示,体积比3:1支架中大部分细胞呈短梭形,体积比2:1、1:1支架中的细胞呈星形或长梭形,细胞间建立了广泛的连接;⑤结果表明,三维载细胞多孔水凝胶支架有利于骨髓间充质干细胞的舒展和增殖,其中体积比为2:1的支架兼顾了力学强度及生物学性能,是较为理想的三维细胞培养平台.

骨缺损;多孔水凝胶;甲基丙烯酸酐化明胶;组织工程;支架;骨髓间充质干细胞;三维培养;光固化

李明欣;李军;王文朝;宋平;雷皓远;桂兴宇;张程云;周长春;刘雷

四川大学华西临床医学院,四川省成都市 610041;四川大学华西医院骨科,四川省成都市 610041;四川大学生物材料工程学院,四川省成都市 610065

中国组织工程研究

[1]李明欣;李军;王文朝;宋平;雷皓远;桂兴宇;张程云;周长春;刘雷-.载细胞多孔甲基丙烯酸酐化明胶三维支架及对细胞行为的影响)[J].中国组织工程研究,2022(16):2532-2539

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