甲基丙烯酸钠修饰光交联海藻酸盐水凝胶支架的制备和表征

背景:光交联海藻酸盐水凝胶因具有良好的生物相容性、可微创注射等优势已为热门的组织工程研究材料,但是仍然存在强度不足、细胞黏附能力不足等问题。目的:构建载负电荷的光交联海藻酸盐水凝胶材料,探索其物理性能和细胞黏附性能变化。方法:利用海藻酸钠和2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐制备甲基丙烯酸酯化海藻酸盐后,再与光引发剂和不同浓度甲基丙烯酸钠(0,20,40,60mmol/L)混合制备载负电荷光交联海藻酸盐水凝胶,利用傅里叶红外光谱仪分析水凝胶的功能基团变化情况,扫面电镜观察水凝胶的表面形态,并测量其溶胀率。将MC3T3-E1细胞与各组水凝胶共培养48h,采用活死染色与CCK-8法分析水凝胶的细胞毒性;接种MC3T3-E1细胞于4组水凝胶表面,在第4小时活死染色观察细胞早期黏附情况,第3天活死染色观察细胞伸展情况。结果与结论:①傅里叶红外光谱分析显示,甲基丙烯酸钠的引入可在水凝胶红外波普波数1600 cm-1左右处出现来自甲基丙烯酸钠的新波峰;②扫描电镜显示随着甲基丙烯酸钠浓度的增加,光交联海藻酸盐水凝胶的致密度增加,孔径减小;③溶胀率测试显示随着甲基丙烯酸钠浓度的升高,光交联海藻酸盐水凝胶的溶胀率逐渐降低;④活死染色显示4种水凝胶表面的细胞生长状态良好,细胞活性均在95%以上;CCK-8检测显示,载负电荷的光交联海藻酸盐水凝胶材料无细胞毒性;⑤随着甲基丙烯酸钠引入量的增加,载负电荷光交联海藻酸盐水凝胶表面的早期细胞黏附率逐渐增加,细胞伸展状态明显改善;⑥结果表明,甲基丙烯酸钠修饰的引入调节了光交联海藻酸盐水凝胶物理性能,并明显提高了其细胞黏附性能。

铜离子光双交联海藻酸盐水凝胶支架材料的性能研究

目的:将铜离子载入光交联海藻酸盐水凝胶中,以期改善其机械强度和生物活性等性能。方法:对海藻酸盐进行铜离子光双交联,通过核磁共振仪分析、红外光谱、扫描电镜、溶胀实验以及活死细胞双染试剂检测载入铜离子对光交联海藻酸盐水凝胶结构和性能的影响。结果:光交联基团和铜离子均能成功地接枝到海藻酸盐水凝胶上,且铜离子的载入对支架主要官能团无明显影响。随着载入铜离子浓度的升高,其孔径依次减小、溶胀率逐渐降低,并能促进小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(mouse embryo osteoblast precursor cells,MC3T3-E1)在水凝胶表面的黏附和伸展。结论:载入铜离子能提高光交联海藻酸盐水凝胶的机械强度,并促进细胞在水凝胶表面的黏附和伸展。