氦離子輻射對骨材料性質(zhì)的影響

高度定向原位膠凝納米復(fù)合水凝膠作為組織工程支架促進(jìn)定向細(xì)胞生長

De France K、Yager KG、Chan KJ、Hoare TR 和 Cranston ED

海報(bào)#P.0554，5 月 19 日星期四 15:00 至 16:30，2016 年 5 月蒙特利爾世界生物材料大會期間，220BCD (P3) 房間

簡介：由于細(xì)胞排列對組織再生、機(jī)械性能和各種其他細(xì)胞行為的顯著影響，圖案化水凝膠和聚合物支架作為定向細(xì)胞生長的平臺引起了人們的關(guān)注[1]，[2]。然而，目前大多數(shù)報(bào)道的平臺需要冗長的微圖案化步驟[3]-[10]，限制了它們在體外的臨床適用性。在這里，我們提出了一種具有磁性排列的纖維素納米晶體 (CNC) 的可注射水凝膠平臺，該平臺具有作為體外和體內(nèi)細(xì)胞生長平臺的潛在適用性。

材料和方法：可注射聚（低聚乙二醇）甲基丙烯酸酯（POEGMA）水凝膠的合成和制備如前所述[11]。高縱橫比 CNCs 是通過棉花的硫酸催化水解制成的，并與之前的報(bào)告相似，物理摻入 POEGMA 水凝膠中[12]。0.56T 稀土磁體用于在注入模具后直接在納米復(fù)合水凝膠中原位對齊 CNC。進(jìn)行小角 X 射線散射 (SAXS) 測量以量化水凝膠樣品中的 CNC 排列。通過溶脹和流變測量來表征散裝水凝膠的特性，而冷凍 TEM 用于觀察水凝膠內(nèi)的 CNC 分布。在 C2C12 成肌細(xì)胞上進(jìn)行細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)，

結(jié)果：使用 0.56T 稀土磁體在納米復(fù)合 POEGMA 水凝膠中實(shí)現(xiàn)了顯著的 CNC 對齊，如 SAXS 數(shù)據(jù)和內(nèi)部水凝膠切片的冷凍 TEM 圖像所證明的那樣。POEGMA 水凝膠中 CNC 的排列導(dǎo)致水凝膠溶脹減少，同時(shí)剪切儲能模量降低，但壓縮模量增加。增加水凝膠內(nèi)的 CNC 負(fù)載增加了細(xì)胞粘附水平，有利于組織工程支架。此外，對于具有相似 CNC 負(fù)載的未對齊和對齊水凝膠樣品，觀察到 C2C12 成肌細(xì)胞粘附，初步證據(jù)表明磁對齊水凝膠中的對齊增強(qiáng)。

討論：CNC 的抗磁敏感性已得到充分證明，說服 CNC 有效地垂直于磁場對齊。以前的研究集中在在數(shù)小時(shí)內(nèi)將 CNCs 的純懸浮液在*的磁場中對齊 [13]、[14]。據(jù)我們所知，這是在幾分鐘內(nèi)在相對較低的磁場中實(shí)現(xiàn)顯著 CNC 對準(zhǔn)的個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。此外，這是在化學(xué)交聯(lián)聚合物水凝膠原位凝膠化過程中，CNCs 排列的個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。TEM 和 SAXS 觀測支持 CNC 的成功磁對準(zhǔn)，從而產(chǎn)生具有可定制溶脹和流變特性的水凝膠，并在眾多組織工程應(yīng)用中具有潛在用途。

結(jié)論：我們已經(jīng)證明了棒狀 CNCs 在納米復(fù)合 POEGMA 水凝膠基質(zhì)內(nèi)的成功原位磁對準(zhǔn)，這通過 TEM 和 SAXS 觀察得到證實(shí)。由于 CNC 負(fù)載和外部磁場的存在，這些水凝膠表現(xiàn)出可定制的溶脹和流變特性。具有對齊的 CNC 的水凝膠顯示粘附的 C2C12 成肌細(xì)胞的對齊增加，這表明它們在組織工程應(yīng)用中的使用具有特殊的機(jī)會。