通过不同交联方式得到的水凝胶的机械性能存在差异，水凝胶机械性能还与水凝胶材料、合成方式、交联密度等因素密切相关。随着水凝胶研究以及水凝胶负载干细胞研究的进展，目前应用物理或化学混合交联方法制备水凝胶以为负载的细胞提供更好生长增殖微环境的方式已出现。应根据需要合成MSC作为组织工程、细胞治疗等领域理想的种子细胞，其体外培养与增殖是自身应用的一个重要环节。基于支架的三维培养是将种子细胞嵌入到支架材料中，支架为其生长发育等提供空间，同时支架的物理化学性质会影响细胞的行为。如水凝胶支架的各种机械性能会影响MSC的增殖、迁移和分化等行为，适宜的力学性能通过影响基因表达和激活相关信号转导通路从而有助于维持细胞活力、促进细胞增殖。
 

不同硬度的水凝胶支架通过力学传感，改变增殖相关基因表达，从而影响干细胞的增殖。Lin等将MSC分别包封在硬度为1.49kPa和18.39kPa的海藻酸钠基水凝胶中，结果表明两组水凝胶MSC的基因表达存在明显差异，差异基因富集在细胞周期和代谢模块；较硬的水凝胶能降低G0/G1期细胞的百分比，通过调控细胞周期促进细胞增殖。该研究还建立了有限元模型来模拟细胞与基质之间的相互作用，增加基质硬度能够促进MSC增殖相关基因的表达，并且这一过程依赖于皮质张力增加所引起的RAS基因和肌球蛋白II的激活。
 

出自《水凝胶的机械性能对间充质干细胞行为的影响》作者:关丁丁，李伟 ，孔维诗.