许多研究表明，细胞外基质的各种机械性能与细胞分化相互影响。干细胞与细胞外基质相互作用，感知其中的机械刺激，在这个过程中整合素聚集形成黏着斑，在细胞与基质之间传递力学线索，同时还伴随着分子马达的组建和细胞骨架的重构以及细胞分化相关基因（如YAP基因）的激活等。这一系列过程调节改变干细胞命运。
 

硬度是水凝胶支架一项重要的机械性能参数，不同硬度的水凝胶能影响间充质干细胞分化相关蛋白的表达，使其进入不同的分化路径。目前水凝胶负载间充质干细胞诱导分化常应用于骨、软骨和脂肪组织工程，同时有部分相关研究涉及神经、肌肉等领域。研究显示，将间充质干细胞包封在纤维自组装肽水凝胶中，观察到较高的硬度最有利于成骨分化，中等硬度有利于成软骨分化，较软的基质则有利于成脂分化。Goldshmid等将间充质干细胞包封于不同储能模量的水凝胶中，发现具有较低储能模量水凝胶中的间充质干细胞更倾向于神经分化；在中间模量值水凝胶材料中，间充质干细胞更倾向于肌生成；而在较高模量水凝胶材料中，间充质干细胞倾向于软骨生成。Qiang将间充质干细胞包封在共价交联的聚乙二醇水凝胶中，Sara等将间充质干细胞包封于共价交联的明胶甲基丙烯酰胺基水凝胶中，也得到相似的分化结果。
 

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.