在高刚性,转移性软骨矩阵水凝中改善了介质细胞干细胞活力

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.
• 整形外科手术 整形外科手术

背景情况:

• 软骨细胞外基质支架显示出关节软骨修复的潜力,这是由于内在的生物活性促进了体生成.
• 现有的支架在平衡生物响应性,机械完整性 (>1 MPa压力刚度) 和外科应用性方面面临挑战.
• 在高刚性水凝中评估封装细胞活力仍然是一个至关重要的未满足需求.

研究的目的:

• 为了优化酸功能化,溶解化,脱活化软骨 (PSDVC) 水凝用于关节软骨修复.
• 提高高压缩模块的可复制性,并评估封装的人类骨髓衍生细胞干细胞 (hBMSC) 的活力.
• 确定一种配方,平衡机械性能,细胞活力和可注射前体特征.

主要方法:

• 酸的功能化程度 (0.45-1.09 mmol/g) 和dithiothreitol (DTT) 交叉连接剂度各不相同.
• 具有糊状性质和交叉连接后机械性能 (压缩刚性,故障应变) 的特征前体类型.
• 在开发的高刚性水凝中评估封装的hBMSC可行性.

主要成果:

• 酸盐含量≤0.80 mmol/g的配方保留了类似糊状的前体类风湿学,并在交叉连接后达到>1 MPa的压力刚度.
• 较低的功能化 (0.57 mmol/g) 导致更高的刚性 (1.4 MPa),但hBMSC可行性极低 (5%).
• 与DTT (0.50 mmol thiols/g) 的中间功能化 (0.70 mmol/g) 产生了高细胞活力 (77%),强大的机械性能 (1.65 MPa,31%的故障菌株) 和快速交叉连接 (1.5 分钟).

结论:

• 中等功能范围 (0.70-0.80 mmol/g) 与0.50 mmol 醇/g 交叉连接剂为PSDVC 水凝提供了最佳的平衡.
• 这种优化的配方表现出高机械强度 (>1 MPa),优异的细胞活力,以及适合外科翻译的类似糊状前体.
• 这些发现支持PSDVC水凝在有效的关节软骨修复应用中的潜力.