电喷雾法制备海藻酸盐明胶脂肪干细胞微球及其(4)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】另外,种子细胞需要适合培养方法,如模仿软骨形成的微环境是必不可少的[39]。海藻酸盐和明胶是天然的生物材料,其具有生物相容性好、成本低等诸多
另外,种子细胞需要适合培养方法,如模仿软骨形成的微环境是必不可少的[39]。海藻酸盐和明胶是天然的生物材料,其具有生物相容性好、成本低等诸多优点,在软骨组织工程领域多有报道[40-43]。然而,海藻酸盐对细胞的黏附能力较差,限制了其广泛应用。有文献报道明胶可有效促进细胞的黏附与增殖[20],加入明胶成分的生物材料可以克服藻酸盐促进细胞黏附增殖能力差的缺点[19]。然而目前含明胶海藻酸盐微球对脂肪干细胞影响的研究缺乏,因此作者进行了探索。此次实验细胞计数及Live/Dead 染色定量和定性分析结果发现,ADSCs 在含有明胶成分的微球中比无明胶成分的藻酸盐微球中增殖更快、存活率更高;通过共聚焦显微镜观察结果发现,经过培养后的微球内细胞形态发生了变化,细胞极小范围的伸展,在含有明胶成分的微球上尤其如此。不过,在微球中的细胞伸展范围极小,不同于平板培养中形成的大量细胞伪足,作者认为这是由于含细胞微球是通过两种液相交联形成,细胞被包裹在微球之中,对于细胞而言所留存的空间较小。海藻酸盐和明胶已经被证明是一种可降解的生物材料,随着其代谢增殖的细胞释放迁移[44-45],用于修复组织损伤。实验制备了目的微球,证明了微球中的细胞可分泌软骨相关的糖胺多糖成分,初步探索了其用于关节软骨损伤修复的可行性,更深入的相关基因表达、分子信号通路等机制将在下一步深入研究。
此次实验证明了含细胞的海藻酸盐-明胶微球中分泌的硫酸化糖胺聚糖量在培养的实验周期中持续上升,并且多于含细胞的海藻酸盐微球,在软骨相关蛋白层面证明了其优势所在,更适合在软骨组织工程领域应用。根据目前的实验数据和结果,下一步将开展相关动物实验以便更充分地证明该方法对软骨缺损的修复能力,继续提供理论基础以便争取早日进行临床转化。
实验加入了明胶成分通过电喷雾法制备了优化的海藻酸盐微球,其中15 g/L 海藻酸钠+5 g/L 明胶可以通过电喷雾法制备出完整的微球,该微球可以将高活性和具有成软骨分化能力的ADSCs 通过电喷雾的方式进行包埋,结果显示,该微球与纯海藻酸盐微球相比具有更好的生物相容性以促进ADSCs 增殖,其中ADSCs 的生物活性和增殖水平高于纯海藻酸盐微球,并且其促进ADSCs 分泌硫酸化糖胺聚糖的能力强于纯海藻酸盐微球,对软骨损伤修复更具优势。
图1 |第3 代脂肪源性干细胞流式细胞术检测Figure 1 |Flow cytometry detection of passage 3 adipose-derived stem cells图注:脂肪源性干细胞高表达间充质干细胞标志CD29,低表达造血谱系标志物CD45 和内皮细胞标志物CD31
图2 |脂肪源性干细胞的特性(标尺=100 μm)Figure 2 |Characterizations of adipose-derived stem cells (scale bar=100 μm)图注:A 为显微镜下P3 代脂肪源性干细胞的形态;B 为脂肪源性干细胞成脂肪分化后的油红O 染色结果,可见细胞内脂质滴,右下角为黑框感兴趣区域局部高倍照片;C 为脂肪源性干细胞成软骨分化后的阿尔新蓝染色染色结果,可见蛋白聚糖基质的软骨组织,右下角为黑框感兴趣区域局部高倍照片;D 为脂肪源性干细胞成骨分化后的茜素红S 染色结果,可见细胞中钙沉积,右下角为黑框感兴趣区域局部高倍照片
图3 |电喷雾制备的不同微球代表性图像(比例尺=100 μm)Figure 3 |Representative images of microspheres with different gelatin concentrations by electrospray (scale bar=100 μm)图注:A 为海藻酸盐微球,B 为海藻酸盐-5 g/L 明胶微球,C 为海藻酸盐-15 g/L 明胶微球。海藻酸盐微球和海藻酸盐-5 g/L 明胶微球的外观相似且形状完整;海藻酸盐-15 g/L 明胶微球圆度下降、微球破裂,无法成球
图4 |含细胞微球形态及各种微球直径的对比Figure 4 |Morphology of cell-embedded microspheres and the comparison of various microsphere diameters图注:A 为海藻酸盐-脂肪源性干细胞微球的光学显微镜下成像,可见完整的微球(比例尺=100 μm);B 为海藻酸盐-5 g/L 明胶-脂肪源性干细胞微球的光学显微镜下成像,可见完整的微球(比例尺=100 μm);C为各种微球的直径统计图,其中Alg MSs 为海藻酸盐微球,Alg-Gel MSs为海藻酸盐-5 g/L 明胶微球,Alg-ADSC MSs 为海藻酸盐-脂肪源性干细胞微球,Alg-Gel-ADSC MSs 为海藻酸盐-5 g/L 明胶-脂肪源性干细胞微球
图5 |两种含细胞微球内细胞增殖情况比较Figure 5 |Comparison of cell proliferation of two types of microspheres containing cells图注:Alg-ADSC MSs 为海藻酸盐-脂肪源性干细胞微球,Alg-Gel-ADSC MSs 为海藻酸盐-5 g/L 明胶-脂肪源性干细胞微球
文章来源:《材料保护》 网址: http://www.clbhzzs.cn/qikandaodu/2021/0522/785.html