Ⅰ型胶原/海藻酸钠/透明质酸复合水凝胶用于血管组织工程细胞负载与3D培养

• 作者: 谢航 刘纯 胡灏 王志伟
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 细胞3D培养 Ⅰ型胶原 海藻酸钠 水凝胶微环境
• 年，卷（期）: 2022,（11）
• 所属期刊栏目: 人体植入材料专栏
• 页码范围: 26-33
• 页数: 7页
• 分类号: R318
• 语种: 中文
• DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2021.001166

摘要

胶原、海藻酸钠和透明质酸是天然来源的高分子材料，具有良好的细胞相容性与生物安全性，在细胞培养、组织工程、药物负载等方面具有广泛应用。单纯的胶原力学性能较差，将胶原与海藻酸钠制备成复合水凝胶材料后，可以通过调节海藻酸钠与Ca2+交联程度来改变水凝胶支架的力学性能和孔隙率，模拟细胞培养的力学环境和细胞微环境。本研究通过PIUMA纳米压痕仪和DHR流变仪表征Ⅰ型胶原/海藻酸钠/透明质酸水凝胶的杨氏模量和溶胶-凝胶转变温度。并将内皮细胞与间充质干细胞在水凝胶微环境内进行3D培养，倒置荧光显微镜观察细胞培养0，3，5，7 d时细胞的活力情况，表征Ⅰ型胶原/海藻酸钠/透明质酸水凝胶的细胞相容性，并在内皮细胞与间充质干细胞培养0，1，4，6 d时，观察内皮细胞的迁移、成血管情况，在培养1，6，9 d时，观察内皮细胞的生长扩散情况。结果表明：水凝胶杨氏模量为（600±81）Pa，水凝胶的溶胶-凝胶转变温度为23.2℃。细胞培养0，3，5，7 d时，活力持续增强，培养4，6 d时，观测到共培养下内皮细胞的迁移，培养1，6，9 d时，水凝胶内的内皮细胞球体持续生长扩散。本工作表明，Ⅰ型胶原/海藻酸钠/透明质酸水凝胶对内皮细胞与间充质干细胞具有良好的细胞相容性，可用于细胞3D培养的理想支架材料。水凝胶的杨氏模量和溶胶-凝胶转变温度对细胞活力无损害，可作为研究血管新生的相关体外模型，在血管组织工程研究中具有重要的应用前景。