在3D培养中增强的神经细胞行为,通过竞争性交叉连接形成的高度合规的合成水凝平台

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 神经科学是一个神经科学.
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 改善神经组织损伤的细胞疗法需要先进的支架材料来促进神经发生.
• 目前的合成水凝往往缺乏自然神经组织的合规性和柔软性,限制了它们的有效性.

研究的目的:

• 探索水凝符合性和刚度对神经分化的影响,使用可模块调节的,高度符合性,可降解的水凝.
• 开发一种超软的3D培养模型,以支持和增强神经细胞行为.

主要方法:

• 合成可降解的聚乙烯甘) 双酸盐水凝,具有可调节的刚度,使用与可溶性基单体的竞争性矩阵交叉连接.
• 评估了水凝的机械性能和蛋白质扩散动力学.
• 封装的神经PC12细胞和初级大鼠胎儿神经干细胞 (NSCs) 在各种硬度的水凝 (0.26 kPa至4.4 kPa) 中.
• 评估了细胞形态,表型,神经元延伸,扩散,延长和神经元标记物表达.

主要成果:

• 水凝的压缩模量可以从4.4kPa调整到0.26kPa (自然的神经组织刚性),而不会影响蛋白质扩散.
• 在最软的水凝 (0.26kPa) 中的PC12细胞显著增强了神经元扩展.
• 与4.4kPa的水凝相比,NSC在0.26kPa的水凝中显示出更大的扩散和延伸.
• 在缺乏生长因子的情况下,0.26kPa水凝中的NSC显示神经元标记物表达增加,表明神经元差异化增强.

结论:

• 烯酸交叉连接竞争有效地降低了合成水凝的刚性,为3D神经组织培养创造了有利的环境.
• 超柔软的水凝系统显示了增强的神经性行为和封装细胞的分化.
• 这个系统有可能成为研究影响神经细胞行为的环境因素的模型平台.