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International journal of biological macromolecules2020Jun15Vol.153issue()

軟骨再生のために高い靭性を備えたホウ素支援デュアルクロスリンクポリ(γ-グルタミン酸)ヒドロゲル

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

バイオニック足場でカプセル化された間葉系幹細胞(MSC)は、外傷誘発性軟骨の欠陥の治療に広く使用されていますが、これらのヒドロゲル足場がMSCに適したシェルターを作成し、行動を導くために課題が依然として課題があります。この研究では、新規生体模倣ヒドロゲル足場は、グリシジルメタクリレート(GMA)修飾ポリ(γ-グルタミン酸)(γ-PGA-GMA)とDL-1,4-ジチオトレイトール(DTT)の間のチオールエンマイケル添加により調製されました。軟骨組織工学。水素結合を介してDTTと接続するために、四塩基脱水ナトリウムをシステムに添加し、ヒドロゲルの強度を強化するためにチオール - エンマイケルを追加するための触媒として機能しました。ヒドロゲルは、機械的特性のほとんどのヒドロゲルのそれよりも優れた0.95 MPa圧縮応力で、ほぼ90%の株に圧縮される可能性があります。さらに、このヒドロゲルには、高速および制御されたゲル形成速度、調整可能な膨潤定量、適切な内部構造など、他の特性があります。何よりも、ヒドロゲルは優れた細胞/組織互換性を持っています。in vitroでヒドロゲルで培養された細胞は良好な増殖と接着能力を示し、ヒドロゲルの足場は幹細胞を含むin vivoとコントロールグループでのウサギの耳介軟骨の再生を非常に加速しました。全体的な結果は、このバイオニックヒドロゲルが将来の軟骨再生の有望な生体材料である可能性を承認しました。

バイオニック足場でカプセル化された間葉系幹細胞(MSC)は、外傷誘発性軟骨の欠陥の治療に広く使用されていますが、これらのヒドロゲル足場がMSCに適したシェルターを作成し、行動を導くために課題が依然として課題があります。この研究では、新規生体模倣ヒドロゲル足場は、グリシジルメタクリレート(GMA)修飾ポリ(γ-グルタミン酸)(γ-PGA-GMA)とDL-1,4-ジチオトレイトール(DTT)の間のチオールエンマイケル添加により調製されました。軟骨組織工学。水素結合を介してDTTと接続するために、四塩基脱水ナトリウムをシステムに添加し、ヒドロゲルの強度を強化するためにチオール - エンマイケルを追加するための触媒として機能しました。ヒドロゲルは、機械的特性のほとんどのヒドロゲルのそれよりも優れた0.95 MPa圧縮応力で、ほぼ90%の株に圧縮される可能性があります。さらに、このヒドロゲルには、高速および制御されたゲル形成速度、調整可能な膨潤定量、適切な内部構造など、他の特性があります。何よりも、ヒドロゲルは優れた細胞/組織互換性を持っています。in vitroでヒドロゲルで培養された細胞は良好な増殖と接着能力を示し、ヒドロゲルの足場は幹細胞を含むin vivoとコントロールグループでのウサギの耳介軟骨の再生を非常に加速しました。全体的な結果は、このバイオニックヒドロゲルが将来の軟骨再生の有望な生体材料である可能性を承認しました。

Although mesenchymal stem cells (MSCs) encapsulated with bionic scaffolds have been widely used in treating trauma induced cartilage defects, challenges still persist for these hydrogel scaffolds to create suitable shelters for the MSCs and guide their behaviors. In this work, novel biomimetic hydrogel scaffolds were prepared by thiol-ene Michael addition between glycidyl methacrylate (GMA)-modified poly (γ-glutamic acid) (γ-PGA-GMA) and DL-1,4-Dithiothreitol (DTT) for cartilage tissue engineering. Sodium tetraborate decahydrate was added into the system to connect with DTT through hydrogen-bond interaction and served as catalyst for thiol-ene Michael addition to strengthen the intensity of the hydrogel. The hydrogels could be compressed to nearly a 90% strain, with 0.95 MPa compression stresses which was better than that of most hydrogels in mechanical property. Additionally, this hydrogel has other properties: fast and controlled gel-forming speed, adjustable swelling ration, suitable interior structure and so on. Above all, hydrogels have excellent cyto/tissue-compatibility. Cells cultured in hydrogels in vitro exhibited good proliferation and adhesion abilities and the hydrogels scaffolds contained stem cells immensely accelerated the regeneration of auricular cartilage of rabbits in vivo versus control group. The overall results approved that this bionic hydrogel may be a promising biomaterial for cartilage regeneration in the future.

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