グリセロール中のゲラン - デキストランメタクリレートIPNの3D印刷とRGD誘導体によるそれらの生体接着

新しい組織と臓器置換アプローチの増え続けるニーズは、組織工学の道を開いた。組織の再生が成功するには、適切な足場が必要であり、細胞の接着を可能にし、組織修復中に機械的支持を提供します。この観点から、生体適合性多糖類であるDextran（Dex）およびGellan（GE）に基づく貫通ポリマーネットワーク（IPN）システムが、組織工学用途の細胞接着を促進する表面として設計および提案されました。この新しいマトリックスは、ポリマー骨格の化学的官能化の前に、型に伴う溶媒であるグリセロールで開発されました。これは、剛性の増加や生体接着性などの強化された特性をシステムに提供します。Dexは、UV光に敏感であることが知られているメタクリル群の導入を修正しました。同時に、GEは細胞接着のプロモーターとして知られるRGD部分で機能化されました。システムの印刷可能性は、グリセロールがその過程で共同開始者として作用する能力を活用し、架橋の動態を高速化することにより評価されました。半IPNS形成に続いて、HEPESおよびCACL2との広範な溶媒交換により溶媒を除去し、GE鎖のイオンゲル化によりIPNへの変換につながりました。機械的特性が調査され、骨芽細胞の接着を促進するIPNが薄層の3Dプリントされたディスクフィルムで評価されました。私たちの結果は、RGD部分で飾られたハイドロゲルの接着の大幅な増加を示しています。そこでは、骨芽細胞が接着間葉系細胞に典型的な紡錘形の形態を採用しました。我々の調査結果は、骨組織の再生の観点から細胞の接着をサポートおよび促進できる新しいマトリックスとして、RGD装飾されたGE/DEX IPNの使用をサポートしています。

The ever-growing need for new tissue and organ replacement approaches paved the way for tissue engineering. Successful tissue regeneration requires an appropriate scaffold, which allows cell adhesion and provides mechanical support during tissue repair. In this light, an interpenetrating polymer network (IPN) system based on biocompatible polysaccharides, dextran (Dex) and gellan (Ge), was designed and proposed as a surface that facilitates cell adhesion in tissue engineering applications. The new matrix was developed in glycerol, an unconventional solvent, before the chemical functionalization of the polymer backbone, which provides the system with enhanced properties, such as increased stiffness and bioadhesiveness. Dex was modified introducing methacrylic groups, which are known to be sensitive to UV light. At the same time, Ge was functionalized with RGD moieties, known as promoters for cell adhesion. The printability of the systems was evaluated by exploiting the ability of glycerol to act as a co-initiator in the process, speeding up the kinetics of crosslinking. Following semi-IPNs formation, the solvent was removed by extensive solvent exchange with HEPES and CaCl2 , leading to conversion into IPNs due to the ionic gelation of Ge chains. Mechanical properties were investigated and IPNs ability to promote osteoblasts adhesion was evaluated on thin-layer, 3D-printed disk films. Our results show a significant increase in adhesion on hydrogels decorated with RGD moieties, where osteoblasts adopted the spindle-shaped morphology typical of adherent mesenchymal cells. Our findings support the use of RGD-decorated Ge/Dex IPNs as new matrices able to support and facilitate cell adhesion in the perspective of bone tissue regeneration.