さまざまな分子量分布のアルギン酸ハイドロゲルは、スフィンゴシン-1-リン酸の持続的な放出を可能にし、血管新生を促進する

アルギン酸ヒドロゲルは、成長因子とサイトカインの制御された放出のために広く検証されていますが、小さな疎水性脂質の持続的な放出を調査する研究が不足しています。生物活性脂質であるスフィンゴシン-1-リン酸（S1P）は、虚血状態の文脈で血管形成を誘導するための魅力的な小分子です。ただし、この脂質の制御された放出のための生体材料システムの設計に関連する多くの生物学的および工学的課題があります。したがって、この研究の目的は、新血管新生を促進する局所的に持続的な濃度勾配を確立するために、S1Pの制御された放出を提供する注射可能なアルギン酸ヒドロゲル製剤を設計することでした。ここでは、ヒドロゲル内のアルギン酸ポリマーの分子量分布を変化させて、S1P放出を制御する方法で得られる機械的特性を変化させました。高分子量（HMW）含有量が増加すると、ヒドロゲルはより硬い材料特性を示し、S1Pをより遅い速度で放出しました。したがって、100％HMW含有量を伴うヒドロゲルから放出されたS1Pは、HMW含有量が少ないヒドロゲルと比較して、ひよこ絨毛膜膜膜アッセイを使用して評価された成長内皮細胞の直接移動と血管発達の増加をもたらしました。全体として、この研究では、さまざまな分子量のアルギン酸ヒドロゲルを使用して、治療用途向けのS1P放出速度論を制御する方法について説明します。©2017 Wiley Periodicals、Inc。J Biomed Mater Res Part A：106a：138-146、2018。

Alginate hydrogels have been widely validated for controlled release of growth factors and cytokines, but studies exploring sustained release of small hydrophobic lipids are lacking. Sphingosine-1-phosphate (S1P), a bioactive lipid, is an appealing small molecule for inducing blood vessel formation in the context of ischemic conditions. However, there are numerous biological and engineering challenges associated with designing biomaterial systems for controlled release of this lipid. Thus, the objective of this study was to design an injectable, alginate hydrogel formulation that provides controlled release of S1P to establish locally sustained concentration gradients that promote neovascularization. Herein, we varied the molecular weight distribution of alginate polymers within the hydrogel to alter the resultant mechanical properties in a manner that provides control over S1P release. With increasing high molecular weight (HMW) content, the hydrogels exhibited stiffer material properties and released S1P at slower rates. Accordingly, S1P released from hydrogels with 100% HMW content led to enhanced directed migration of outgrowth endothelial cells and blood vessel development assessed using a chick chorioallantoic membrane assay as compared to hydrogels with less HMW content. Overall, this study describes how alginate hydrogels of varied molecular weight may be used to control S1P release kinetics for therapeutic applications. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part A: 106A: 138-146, 2018.