研究

胶原支架一般具有纤维分布随机、力学性能弱等特点，使其不适合作为角膜或肌腱等高度各向异性组织的替代品。最近，我们发展了一种制备具有良好各向异性微图案的Ⅰ型胶原支架的技术。猪胶原蛋白与PBS10X、NaOH及以下交联剂之一混合：戊二醛( GTA )、京尼平和4 -臂聚乙二醇( 4SP )。将所得混合物浇铸在微槽型( 2×2×2μm )聚二甲基硅氧烷( PDMS )模具上，并允许在层流罩中干燥，得到5mg / ml胶原膜。在此过程中测试了不同的pH、温度( T º )和交联剂浓度。用流变仪分析胶原蛋白凝胶化动力学，用扫描电子显微镜( SEM )观察胶原蛋白表面形貌。将人骨髓干细胞( HBMSCs )接种于薄膜上，罗丹明/ phalloidin染色分析细胞排列，荧光显微镜下成像。从所测试的3种交联剂来看，只有4SP交联的支架呈现出定义良好的微沟槽图案。提高pH值和T º对4SP处理的胶原蛋白凝胶化时间缩短，完全抑制了模式，这表明PDMS模式的正确浸润需要初始的低粘度溶液。广泛的4SP浓度( 0.5，1，1.5mM )维持了薄膜上清晰的形貌，开启了未来微调细胞感受到的刚度的大门。hBMSCs在沿模式排列的支架上接种14天。综合来看，这一数据突出了这些胶原支架作为肌腱替代品的潜力。

细胞微环境和来自其微环境的生化、物理和机械信号决定了细胞的特定功能。本研究制备了新型的亲水性和疏水性氨基酸共轭自组装分子( AA- SAMs )修饰聚二甲基硅氧烷( PDMS )，以观察亲水性对成骨细胞行为的影响。采用预聚体交联比为10：1制备PDMS细胞基底。制备了疏水亮氨酸氨基酸( Leu- SAM )和亲水组氨酸氨基酸( His- SAM )共轭体系SAMs，并用1H核磁共振( NMR )和傅里叶变换红外( FTIR )分光光度计对其进行了表征。AA - SAMs具有乙氧基表面活性头基，在等离子体含氧PDMS表面形成SAMs，功能头基与细胞相互作用。亲水3 -氨丙基三乙氧基硅烷( APTS )改性也做为对照组。通过水接触角测量和X射线光电子能谱( XPS )分析确定了PDMS基底的改性。为研究细胞行为，作为初步实验，将人成骨细胞以15.000个/ cm2接种于含10 % FBS的DMEM-F12 ( Sigma Aldrich，D6421 )培养基的48孔板中，用MTT ( 3 - ( 4，5 -二甲基噻唑-2 -基) -2，5 -二苯基四氮唑溴化物)法检测1、4、7 d后细胞活力和增殖情况。MTT实验显示，两种AA- SAMs修饰PDMS中细胞增殖均较平原PDMS显著增加( p \u003c 0·01 )。

骨关节炎( Osteoarthritis，OA )是一种影响整个关节的退行性、炎症性关节疾病。间充质干细胞具有分泌抗炎和免疫调节因子的能力，是治疗OA的理想工具，考虑到关节内注射时细胞渗漏和大量细胞死亡的风险，我们开发了一种微注射封装技术，可以获得( i )可以在小鼠关节内注射26G针的颗粒，( ii )可以提供支持细胞生物活性的三维微环境。制造了含有圆形微模具的聚二甲基硅氧烷( PDMS )芯片，并在芯片上沉积了含有人脂肪干细胞( 300万/ mL )的海藻酸盐溶液( 2 % w / v )。细胞加载到微模具中，要么通过沉降，要么通过离心。Ca2交联后得到海藻酸盐颗粒(直径150±0.7μm )。离心加载微模时，每粒细胞数增加5倍。细胞数和代谢活性稳定7天后，封装和通过26G针注射对细胞活力没有影响。用TNF-α和INF-gamma刺激细胞时，上清液中前列腺素E2 ( PGE2 )浓度分别乘以13和7，沉淀或离心时吲哚胺2，3 -双加氧酶( IDO )活性分别提高2倍和4倍。我们已经证明包裹的细胞能够感知和响应炎症刺激，并将在小鼠骨关节炎模型中评估其治疗潜力。