基于玻璃毛细管的骨骼肌细胞取向调控

发布时间：2022-01-04 04:35

　　目的基于玻璃毛细管侧壁对C2C12细胞的接触引导作用,提出一种低成本、高效率、便于批量使用的骨骼肌细胞取向调控新方法,并探究其应用价值。方法设计相关工艺合成甲基丙烯酸化明胶（GelMA）,用于制备水凝胶薄膜和水凝胶纤维。以水凝胶薄膜为基底,以玻璃毛细管为调控结构对C2C12小鼠成肌细胞进行取向调控实验。研究了侧壁形状、基底和侧壁材料在细胞取向调控中的作用,探究此调控方法中真正决定细胞取向的因素。并基于原理对毛细管外径参数进行了优化实验。为说明调控所得细胞分化潜能,进行了分化与电刺激实验,将细胞分化形成肌管,施加外部电场并量化其响应效果。结果毛细管的外弧形侧壁对细胞调控作用明显,能得到垂直于毛细管轴向生长的大面积高密度细胞层。此调控方法中发挥主导因素的是侧壁形状,外径750μm毛细管具有最好的调控效果。调控所得细胞分化而成的肌管在外部电场下可产生有效的响应。结论玻璃毛细管的侧壁会引导细胞垂直毛细管轴向生长,可用于批量化骨骼肌细胞取向调控。此调控方法在组织工程和生物混合驱动等领域具有良好的应用前景。 

【文章来源】：航天医学与医学工程. 2020,33(03)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

水凝胶薄膜加工及细胞调控过程示意图

结果表明，对照组细胞无明显取向（图3(a)),3个实验组细胞均有明显取向性（图3(b)～(d））。A组与C组对比，不同基底下细胞均有明显取向，两组差异无统计学意义，说明基底材料不发挥主导作用。A组与B组对比，侧壁材料为玻璃和水凝胶时细胞均表现非常好的有序性，两组差异无统计学意义，排除了侧壁材料的影响。而3个实验组与自然生长状态下的对照组对比，细胞存在明显取向性差异（图3(f）），差异有统计学意义（P<0.001）。说明在此调控方法中基底与侧壁材料非主导因素。排除了基底与侧壁材料的干扰，可见侧壁形状是此调控方法中决定细胞取向的主导因素。图3 改变基底和侧壁材料时细胞取向结果图（scale bar=100μm)

改变基底和侧壁材料时细胞取向结果图（scale bar=100μm)


本文编号：3567672