東地(北京)科技有限公司
中級會員 | 第4年

15336881895

細(xì)胞培養(yǎng)耗材
生物力學(xué)試驗(yàn)裝置
細(xì)胞力學(xué)刺激
納米壓痕儀
表界面科學(xué)儀器
材料力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)
壓電力學(xué)探測器 高精度三維移動臺 彎曲力學(xué)視頻分析系統(tǒng) 軟材料壓痕測試系統(tǒng) 彈性模量測試儀 纖維形態(tài)和力學(xué)性能測試儀 微觀力學(xué)壓痕測試儀 電子式應(yīng)力松弛試驗(yàn)機(jī) 蠕變持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī) 臥式拉力試驗(yàn)系統(tǒng) 單柱電子萬能試驗(yàn)機(jī) 微型動態(tài)力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng) 材料壓縮試驗(yàn)系統(tǒng) 材料拉伸試驗(yàn)機(jī) 高分子材料疲勞試驗(yàn)系統(tǒng) 牙種植體動態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī) 水凝膠力學(xué)試驗(yàn)機(jī) 微型生物材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī) 微型材料萬能試驗(yàn)機(jī) 電子萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)
細(xì)胞成像相關(guān)
肌肉組織力學(xué)
生物制造

用于細(xì)胞培養(yǎng)的水凝膠工程化化學(xué)策略

時間:2025/5/21閱讀:141
分享:
圖片
細(xì)胞行為和組織形成受細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的生化和生物物理特性精細(xì)調(diào)控。傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)模型難以模擬ECM的復(fù)雜性。水凝膠因含水量高、生物相容性好,可作為ECM的合成替代品。通過化學(xué)方法調(diào)控水凝膠的特性,能使其在細(xì)胞培養(yǎng)中更精準(zhǔn)地模擬ECM,推動生物醫(yī)學(xué)研究發(fā)展。

背景知識

  • 文章強(qiáng)調(diào)了天然細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的復(fù)雜性和其在細(xì)胞功能調(diào)控中的關(guān)鍵作用。ECM提供了一個包含多種蛋白質(zhì)和多糖的網(wǎng)絡(luò),對細(xì)胞行為如增殖、分化和遷移具有重要影響。

圖片
圖1 |組織中的細(xì)胞微環(huán)境。
  • 水凝膠因其與ECM相似的水環(huán)境(通常含水量超過70%)和允許小分子及親水性生物大分子擴(kuò)散的特性,使其成為模擬ECM的理想生物材料。

研究方法

  • 文章討論了如何通過合成化學(xué)策略來精確和獨(dú)立地調(diào)節(jié)水凝膠的特性,如剛度和配體密度,這些特性對細(xì)胞行為有顯著影響。

  • 介紹了多種水凝膠的制備方法,包括使用天然生物聚合物(如膠原蛋白、纖維蛋白和Matrigel)和合成聚合物(如聚乙二醇、乙烯基聚合物和多肽)。

  • 討論了通過共價鍵、動態(tài)共價鍵和物理相互作用來交聯(lián)水凝膠的方法,并詳細(xì)描述了這些方法如何影響水凝膠的物理和化學(xué)性質(zhì)。

圖片
圖2 |控制化學(xué)和機(jī)械性能的水凝膠的分子設(shè)計。

關(guān)鍵結(jié)論

  • 文章強(qiáng)調(diào)了水凝膠的生物相容性、生物降解性和力學(xué)性能的調(diào)控對于模擬ECM的關(guān)鍵性。例如,通過改變水凝膠的成分和結(jié)構(gòu),可以模擬不同的組織環(huán)境,并動態(tài)調(diào)節(jié)其性質(zhì)以響應(yīng)細(xì)胞行為。

  • 水凝膠的力學(xué)性能(如彈性模量和粘彈性)對細(xì)胞行為有顯著影響。例如,研究表明,細(xì)胞在不同剛度的水凝膠上會表現(xiàn)出不同的分化行為。

圖片
圖片

圖3 |合成細(xì)胞外基質(zhì)的化學(xué)和機(jī)械線索對細(xì)胞行為和器官發(fā)育的影響



  • 通過引入刺激響應(yīng)性化學(xué),可以實(shí)現(xiàn)在空間和時間上控制水凝膠的生化和力學(xué)性能,從而模擬ECM的動態(tài)特性。

圖片
圖片
圖片
圖片
圖片
圖4 |水凝膠生化和生物物理性質(zhì)的動態(tài)控制。

現(xiàn)象和觀點(diǎn)

  • 文章指出,盡管水凝膠在模擬ECM方面取得了顯著進(jìn)展,但仍存在挑戰(zhàn),如如何更好地模擬ECM的層級結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能,以及如何實(shí)現(xiàn)水凝膠在生物環(huán)境中的長期穩(wěn)定性。

  • 強(qiáng)調(diào)了未來研究的方向,包括開發(fā)新的合成方法以提高水凝膠模擬ECM的能力,以及探索水凝膠在組織工程和再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。

結(jié)論

文章總結(jié)了水凝膠作為一種模擬ECM的人工細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢,并討論了如何通過化學(xué)策略來定制水凝膠的特性,以滿足特定的生物應(yīng)用需求。通過合理設(shè)計和精確調(diào)控水凝膠的生化和生物物理特性,可以更好地理解和調(diào)節(jié)細(xì)胞行為,為組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供新的工具和方法。


會員登錄

×

請輸入賬號

請輸入密碼

=

請輸驗(yàn)證碼

收藏該商鋪

X
該信息已收藏!
標(biāo)簽:
保存成功

(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)

常用:

提示

X
您的留言已提交成功!我們將在第一時間回復(fù)您~
撥打電話
在線留言