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摘要

來自脫細(xì)胞組織(DT)的水凝膠在再生醫(yī)學(xué)中顯示出巨大的潛力。然而，由熱誘導(dǎo)交聯(lián)過程產(chǎn)生的水凝膠通過DT中膠原纖維的自組裝表現(xiàn)出弱的機(jī)械性能。這限制了其在需要水凝膠結(jié)構(gòu)的強(qiáng)機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)完整性的組織再生中的應(yīng)用。為了克服現(xiàn)有DT衍生水凝膠的上述挑戰(zhàn)，延世大學(xué)Seung-WooCho教授團(tuán)隊(duì)通過將兒茶酚部分與DT中的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合，開發(fā)了一種配備氧化交聯(lián)化學(xué)的DT水凝膠。兒茶酚修飾的DT(DT-CA) 在通過兒茶酚-兒茶酚加合物氧化后立即構(gòu)建水凝膠，與未修飾的DT水凝膠相比，其機(jī)械性能強(qiáng)10倍。

主圖

圖 1. DT-CA 水凝膠的制備和表征。(a) 用于制備 DT-CA 水凝膠的脫細(xì)胞、增溶、兒茶酚結(jié)合和凝膠化過程的示意圖（下圖）。上圖展示了通過熱誘導(dǎo)自組裝交聯(lián)的傳統(tǒng) DT 水凝膠。(b) 去細(xì)胞化前后皮膚組織的 Col I（紅色）的大體視圖（小入口圖像）、H&E 染色和免疫熒光染色。使用 DAPI（藍(lán)色）對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行復(fù)染。比例尺 = 100 μm。(c) 脫細(xì)胞前后凍干皮膚組織中 DNA 和 GAG 含量的定量。(d) 1H NMR 分析證實(shí)溶解在氧化氘中的 DT-CA 綴合物中的兒茶酚修飾。(e) DT、DT-CA 偶聯(lián)物、DT 水凝膠和 DT-CA 水凝膠的 FT-IR 分析。

總結(jié)

該團(tuán)隊(duì)提出了一種仿生方法來克服脫細(xì)胞組織基質(zhì)衍生水凝膠系統(tǒng)的當(dāng)前局限性。DT 水凝膠的機(jī)械和物理化學(xué)性質(zhì)可以通過調(diào)節(jié)交聯(lián)化學(xué)得到顯著改善，而不會(huì)影響脫細(xì)胞基質(zhì)的固有生化效應(yīng)和生物相容性。由與 DT 骨架亞基綴合的兒茶酚部分介導(dǎo)的氧化交聯(lián)可以誘導(dǎo)快速凝膠化，并賦予所得 DT 水凝膠強(qiáng)大的物理性質(zhì)和顯著的組織粘附性。DT-CA 水凝膠的可靠成形無需額外的支持材料，可能是指 DT-CA 系統(tǒng)在組織特異性支架和組織模型的簡易制造和生物打印方面的潛在應(yīng)用。開發(fā)的 DT-CA 水凝膠通過模擬具有增強(qiáng)機(jī)械線索的組織，顯著促進(jìn)了體外和體內(nèi)的干細(xì)胞成骨。此外，貼劑型 DT-CA 的配方進(jìn)一步提高了 DT-CA 水凝膠的機(jī)械性能和可用性，促進(jìn)了有效的藥物輸送和組織再生。機(jī)械增強(qiáng)的粘性 DT 水凝膠也可以通過結(jié)合 PG 來實(shí)現(xiàn)，這可以擴(kuò)大 DT 在臨床環(huán)境中的潛在效用。預(yù)計(jì)，用兒茶酚或沒食子化學(xué)對(duì)脫細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行的改進(jìn)將適用于其他類型組織的細(xì)胞治療和組織工程。