Biomater Sci：通过丝绸丝胶蛋白掺入制备生物激发矿化的功能化注射致密胶原水凝胶
2019-01-26 MedSci MedSci原创
基于胶原蛋白的水凝胶经常用作模板以模拟天然的生物矿化过程。然而，当用作骨 - 细胞外-基质模拟构建体时，缺乏结构控制及其固有的差的矿化能力代表了挑战。高度水合胶原凝胶的抽吸-喷射允许其致密化和纤维状重塑，导致产生以类骨质样结构为特征的可注射致密胶原（I-DC）凝胶支架。在这项研究中，丝绸提取的丝胶蛋白（SS），一种富含阴离子氨基酸，如Asp和Glu的负电荷蛋白，与I-DC凝胶杂交，诱导羟基磷灰石沉
基于胶原蛋白的水凝胶经常用作模板以模拟天然的生物矿化过程。然而，当用作骨 - 细胞外-基质模拟构建体时，缺乏结构控制及其固有的差的矿化能力代表了挑战。高度水合胶原凝胶的抽吸-喷射允许其致密化和纤维状重塑，导致产生以类骨质样结构为特征的可注射致密胶原（I-DC）凝胶支架。
在这项研究中，丝绸提取的丝胶蛋白（SS），一种富含阴离子氨基酸，如Asp和Glu的负电荷蛋白，与I-DC凝胶杂交，诱导羟基磷灰石沉积，刺激种子间充质细胞干细胞（MSCs）的成骨细胞分化。研究了SS含量对模拟体液（SBF）中I-DC凝胶的无细胞矿化和体外调节接种的MSC的增殖和成骨的影响。
亚甲蓝染色表明通过SS掺入越来越带负电荷的凝胶。归因于由酸性SS氨基酸提供的羧基，用作磷酸钙成核位点，羟基磷灰石沉积存在时间依赖性增加，到第14天在SBF中接近90wt％。在所有凝胶类型中附着和增殖的三维接种的MSC和SS掺入导致其代谢活性增加。相对于纯的I-DC凝胶，碱性磷酸酶（第7天），与细胞相关的转录因子2（第21天）和骨钙蛋白（第14和21天）的表达在SS掺入的I-DC凝胶中接种时表达更高。在掺入SS的I-DC凝胶中细胞诱导的矿化加速，表明其具有骨刺激潜力。
总之，SS掺入临床相关的I-DC凝胶可以提供设计具有骨组织工程中潜在应用的支架的策略。
原始出处：
Griffanti G, Jiang W, Nazhat SN. Bioinspired mineralization of a functionalized injectable dense collagen hydrogel through silk sericin incorporation. Biomater Sci. 2019 Jan 10. doi: 10.1039/c8bm01060a.
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