水凝胶材料在培养类器官方面的研究进展2024-01-29 08:57:04
为了提高合成水凝胶的生物相容性和生物活性,也可在其中引入一定比例的ECM相关蛋白, 如纤维蛋白、胶原蛋白等, 这有利于细胞的增殖、迁移和分化。最近, Shulimzon等开发了一种基于明胶-海藻酸盐可注射水凝胶平台的肺治疗方法,水凝胶支架表现出肺结构重塑和呼吸组织再生双重治疗目标所需的物理和力学性能。而后他们对其在人成纤维细胞和小鼠间充质细胞上的生物相容性进行了分析, 发现注入支架的细胞在7天内表现出至少70％的活力。通过导管向肺区域注射水凝胶可以同时将细胞与水凝胶混合,此外,微创注射手术有望减少患者的不适、感染风险、疤痕形成、治疗费用和住院时间。这种合成基质可以通过支气管镜进行肺结构重建,并作为细胞或类器官植入的3D支架进行肺再生。本文总结了水凝胶的特点、类型及其作为人工ECM来培养类器官研究的实例, 现有的水凝胶材料已在化学组分的确定性、机械性能的稳定性和微观形貌的可调性等方面取得了进步, 并由此推动了类器官研究的发展。而后, 我们介绍了水凝胶材料在培养类器官方面的研究进展, 类器官技术的快速发展促进了肠、脑、胰岛、肝和血管等多种组织器官模型的体外构建, 这些模型有助于更好地研究基础生物学和发育生物学、遗传疾病和治疗等方面的问题。天然或人工合成的水凝胶材料是高度多样化、多功能的, 合理选择和组合这些材料, 可针对不同类器官的培养设计不同的基质, 更好地模拟类器官的微环境、重现类器官的功能。在确定水凝胶材料种类后, 利用一些设计方法, 如微流控、图案化和3D生物打印, 可以解决类器官生产中缺乏精确结构调控、组织尺寸小和自动化程度低等问题。
自《水凝胶材料在类器官研究中的应用进展》作者覃馨园 刘海涛, 甘忠桥.
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