幹細胞分化挙動を調査するために単純な漸進的な凍結融解方法を使用して、剛性勾配ポリビニルアルコールヒドロゲルの作成

剛性勾配を備えたポリビニルアルコール（PVA）円筒形のヒドロゲルは、特定の細胞タイプへの幹細胞分化に対する基質剛性の効果を調査するために、単純な液体窒素（LN2）コンタクタクト段階的凍結と解凍法を使用して調製しました。準備された円筒形のPVAヒドロゲルは、約1 kPaで上部から約24 kPaで下部（LN2接触側）まで縦方向に沿って徐々に剛性を増加させました。骨髄幹細胞のin vitro培養から、各柔らかい（〜1 kPa）および剛性（〜24 kPa）のヒドロゲルセクションが、それぞれ細胞の効果的な神経新生と骨形成を促進することが観察されました。反対の特性の側面。この単純な段階的凍結と解凍法を使用して製造された剛性勾配の円筒形のPVAヒドロゲルは、さまざまな幹細胞の分化の最適な剛性範囲の決定、および細胞移動の最適な剛性範囲の決定、および細胞移動の調査など、基本的な研究に役立つツールになります。基板剛性。

Polyvinyl alcohol (PVA) cylindrical hydrogel with a stiffness gradient was prepared using a simple liquid nitrogen (LN2)-contacting gradual freezing and thawing method in order to investigate the effects of substrate stiffness on stem cell differentiation into specific cell types. The prepared cylindrical PVA hydrogel showed a gradually increasing stiffness along the longitudinal direction from the top at approximately 1 kPa to the bottom (LN2 contacted side) at approximately 24 kPa. From the in vitro culture of bone marrow stem cells, it was observed that each soft (∼1 kPa) and stiff (∼24 kPa) hydrogel section promotes effective neurogenesis and osteogenesis of the cells, respectively, with the tendency to gradually decrease toward the opposing characteristic's side. The stiffness gradient cylindrical PVA hydrogel fabricated using this simple gradual freezing and thawing method can be a useful tool for basic studies, including the determination of optimum stiffness ranges for a variety of stem cell differentiations, as well as the investigation of cell migration in terms of substrate stiffness.