ゼラチンメタクリロイル（GELMA）ヒドロゲルの合成、特性、および生物医学的応用

ゼラチンメタクリロイル（GELMA）ヒドロゲルは、適切な生物学的特性と調整可能な物理的特性により、さまざまな生物医学的応用に広く使用されています。ゲルマヒドロゲルは、細胞がゼルマベースの足場で増殖および拡散することを可能にする細胞吸収およびマトリックスメタロプロテイナーゼ応答性ペプチドモチーフの存在により、ネイティブ細胞外マトリックス（ECM）のいくつかの重要な特性によく似ています。Gelmaは、処理の観点からも多用途です。光照射にさらされて、調整可能な機械的特性を持つヒドロゲルを形成すると架橋します。また、マイクロモールド、光腫、バイオプリンティング、自己組織化、マイクロ流体技術など、さまざまな方法論を使用して、制御されたアーキテクチャを備えたコンストラクトを生成することもできます。ハイブリッドヒドロゲルシステムは、ゲルマとカーボンナノチューブや酸化グラフェンなどのナノ粒子を混合し、特定の生物学的応用のための目的の特性と特性を備えたネットワークを形成する他のポリマーを混合することで形成することもできます。最近の研究では、骨、軟骨、心臓、血管組織などのエンジニアリングなど、幅広い組織工学用途におけるGelMAベースのヒドロゲルの習熟度が実証されています。組織工学に加えて、Gelmaヒドロゲルのその他の用途には、基本的な細胞研究、細胞シグナル伝達、薬物および遺伝子送達、および生体検知が含まれます。

Gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels have been widely used for various biomedical applications due to their suitable biological properties and tunable physical characteristics. GelMA hydrogels closely resemble some essential properties of native extracellular matrix (ECM) due to the presence of cell-attaching and matrix metalloproteinase responsive peptide motifs, which allow cells to proliferate and spread in GelMA-based scaffolds. GelMA is also versatile from a processing perspective. It crosslinks when exposed to light irradiation to form hydrogels with tunable mechanical properties. It can also be microfabricated using different methodologies including micromolding, photomasking, bioprinting, self-assembly, and microfluidic techniques to generate constructs with controlled architectures. Hybrid hydrogel systems can also be formed by mixing GelMA with nanoparticles such as carbon nanotubes and graphene oxide, and other polymers to form networks with desired combined properties and characteristics for specific biological applications. Recent research has demonstrated the proficiency of GelMA-based hydrogels in a wide range of tissue engineering applications including engineering of bone, cartilage, cardiac, and vascular tissues, among others. Other applications of GelMA hydrogels, besides tissue engineering, include fundamental cell research, cell signaling, drug and gene delivery, and bio-sensing.