通过光聚化诱导的相分离来引导细胞的微孔水凝
Monica Z Müller1, Margherita Bernero1, Chang Xie1,2
1Institute for Biomechanics, ETH Zurich, Zurich, Switzerland.
Nature communications
|May 27, 2025
概括
研究人员使用光聚合诱导相分离 (PIPS) 开发了新的微孔水凝. 这种技术可以在3D细胞培养中控制毛孔形成,增强细胞生长和分化,用于组织工程应用.
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.
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 在3D细胞培养中,微孔支架对于溶液运输和细胞相互作用至关重要.
- 现有的材料在水性环境中缺乏空间时间控制的孔形成能力.
- 开发用于先进组织工程的教学性脚手架材料仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 引入通过光聚合诱导相分离 (PIPS) 制造的细胞导向微孔水凝.
- 为了证明在3D细胞培养过程中控制孔径和孔隙形成的能力.
- 评估这些水凝在支持细胞活力,形态和分化方面的有效性.
主要方法:
- 使用离子聚合物 (norbornene-functionalized polyvinyl alcohol,德克斯硫酸盐),二硫醇链接剂和光启动剂来制备PIPS树脂.
- 光交叉连接以诱导相位分离和微孔形成.
- 通过控制光强度,聚合物组成和分子电荷来调节孔径大小 (2-40微米).
主要成果:
- 在现场实现,在活细胞的存在下以光控制的微孔形成.
- 通过RGD功能化的水凝,证明了高细胞活力 (>95%) 并支持细胞扩散和3D形态发生.
- 增强骨质分化,矩阵矿化,以及在人类介质细胞 stromal 细胞中的原分泌.
结论:
- 光聚合诱导相分离 (PIPS) 提供了一种创新的方法,用于制造细胞导向的微孔水凝.
- 这些PIPS水凝是3D细胞培养和复杂组织工程的有希望的教学性支架材料.
- 能够在现场控制毛孔形成的能力促进了再生医学的先进应用.
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