琼脂糖/明胶/透明质酸/细胞外基质水凝胶的制备与性能表征

背景:由于软骨组织无血管结构,无神经组织,缺乏自我修复与再生的内在能力,因此临床上软骨损伤的修复仍然是一个重大挑战。目的:旨在制备一种温敏性可注射生物活性水凝胶,用于软骨组织工程。方法:将0.4%琼脂糖、10%明胶和10 g/L透明质酸溶液混合,制备琼脂糖/明胶/透明质酸水凝胶,然后向其内分别加入0,10,20,30 g/L的软骨细胞外基质,制备4种温敏性可注射生物活性水凝胶,进行扫描电镜、透射电镜、平衡溶胀率、生物力学强度和体外降解率检测。将含20 g/L软骨细胞外基质的温敏性可注射生物活性水凝胶与软骨细胞-骨髓间充质干细胞共培养,培养1,3,7 d,通过活/死细胞荧光双染法评价该水凝胶的细胞相容性。结果与结论:①扫描电镜显示,4种水凝胶均具有良好的三维网格结构,孔径较大;透射电镜显示,细胞外基质颗粒均匀分布于水凝胶中,颗粒粒径主要在50-200 nm;②随着加入细胞外基质颗粒质量浓度的增加,水凝胶的平衡溶胀率降低;③浸泡于PBS溶液4周时,含0,10,20,30 g/L细胞外基质水凝胶的体外降解率分别为42.32%,67.36%,89.05%和99.47%;④当添加细胞外基质颗粒质量浓度在0-20 g/L时,水凝胶的生物力学强度逐渐增加;⑤培养7 d内,软骨细胞-骨髓间充质干细胞在水凝胶内均匀地分布与生长,并不断增殖,细胞存活率均在90%以上;⑥结果表明细胞外基质颗粒修饰的琼脂糖/明胶/透明质酸水凝胶,是一种可用于软骨组织工程的良好医用生物材料。