细胞存活率降低是目前一个关键的限制因素2023-01-09 08:53:08
在组织工程和再生医学应用(如3D生物打印和细胞移植治疗)中, 失巢凋亡导致的细胞存活率降低是目前一个关键的限制因素. 单个哺乳动物细胞的封装被认为是为悬浮细胞提供基质支持的有效方法。将细胞封装在天然细胞外基质成分(如纤维黏连蛋白、层黏连蛋白、胶原蛋白/明胶和透明质酸)中,可提供固有的细胞识别信号,提高涂层细胞的存活率。保护壳的厚度对干细胞移植后的分化增殖至关重要。微囊化提供了大量体积允许细胞增殖和细胞簇的形成,但由于氧和营养物质穿透微囊有限导致中心细胞的供应不足,最终导致整个细胞簇的饥饿和营养不良。采用纳米涂层的方法可以避免营养物质供应的问题,并且在维持细胞活力和临床应用功能方面更为有利。Guerzoni等人将LbL纳米沉积与微流体技术结合起来,制备了含有纳米膜沉积细胞的可注射水凝胶。纤维黏连蛋白和明胶连续沉积在诱导多能干细胞分化的心肌细胞膜上,形成细胞外基质样包裹,增强了细胞抗机械力性能, 通过细胞膜上的整合素受体以及细胞外基质的相互作用加强了细胞-细胞相互作用,提高了细胞的存活率。随后将纳米膜沉积的细胞通过微流体技术封装到PEG水凝胶中,形成可注射水凝胶。PEG水凝胶以星形PEG乙烯基砜作为聚合物主链, 含有基质金属蛋白酶敏感序列的双半胱氨酸肽用作交联剂,能够实现按需生物降解。在14天的时间过程中,当细胞被ECM纳米膜包裹时,可以观察到心脏小组织更强的搏动,在第10天达到60搏/分钟的自然搏动频率,比无包裹细胞增加两倍。
然而, 在细胞表面静电沉积纳米薄膜的合成过程会损伤细胞本身,天然聚阳离子的对细胞具有一定毒性,这些方面都对静电沉积纳米薄膜的应用造成了限制。在聚阳离子沉积过程中,正电荷的不断累积对带负电的细胞膜造成破坏,细胞膜的脆弱性增加,进一步增加了细胞对离心力的敏感性, 显著降低了细胞的生存能力。因此, 在细胞纳米封装过程中,需要开发出具有温和反应条件的方法来保护哺乳动物细胞极薄和脆弱的膜,
出自《细胞表面工程的策略及应用》作者黄裕乔, 王本.
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