双交联透明质酸水凝胶中磷酸氢介导的无细胞生物矿化
生物物理
2021-01-08 v1 组织与器官
摘要
制备基于透明质酸(HA)的材料作为低成本硬组织再生治疗的生物矿化支架仍是一项关键生物医学挑战。本文报道了一种在非毒性、简便的无细胞方法中,于半胱胺交联 HA 水凝胶的聚合物网络内产生特异性磷酸氢相互作用的方法。在补充磷酸氢二钠的溶液中孵育 4 周后实现了增强的双交联水凝胶网络,其显著促成了羟基磷灰石(HAp)晶体在整个水凝胶结构中的矿化。磷酸氢-半胱胺交联 HA 氢键相互作用经衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和密度泛函理论(DFT)计算证实。磷酸氢介导的物理交联被证明是模拟体液中无细胞水凝胶矿化的第一步成核,使得 HAp 晶体可通过 X 射线粉末衍射(2θ = 27°、33° 和 35°)检测,并可视化为贯穿整个水凝胶网络的密度梯度。在细胞层面,聚集结构的存在被证明是诱导 ATDC 5 细胞迁移的关键,且在 3 周培养后未观察到毒性反应。这种温和且简便的离子介导 HA 基水凝胶稳定化在体内加速硬组织修复方面具有显著潜力,并为双交联机械胜任水凝胶的设计提供了新视角。
引用
@article{arxiv.2101.02267,
title = {Hydrogen phosphate-mediated acellular biomineralisation within a dual crosslinked hyaluronic acid hydrogel},
author = {Ziyu Gao and Layla Hassouneh and Xuebin Yang and Juan Pang and Paul D. Thornton and Giuseppe Tronci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02267},
year = {2021}
}