目的:制备甲基丙烯酰化明胶/丝胶(GelMA/SS)互穿网络水凝胶支架，构建胰岛(Islets)仿生微环境。方法:从6周龄美国癌症研究所(ICR)小鼠提取胰岛并经双硫腙染色鉴定。设置组织培养板(TCP)培养为对照组，单独GelMA以及不同质量比GelMA/SS(1∶1、1∶2、1∶4、1∶8)培养为实验组，分别记为G1S1、G1S2、G1S4和G1S8。扫描电镜下观察微观形态，流变学评价支架黏弹性，支架浸提液培养L929细胞评估生物相容性。钙黄绿素-乙酰甲氧基甲酯(AM)/碘化丙锭染色评价胰岛存活，活性氧(ROS)试剂盒评价拮抗ROS产生情况，酶联免疫吸附试验(ELISA)检测葡萄糖刺激胰岛素释放量。两组数据间比较采用 t检验，多组数据组间比较采用方差分析。 结果:分离胰岛呈类圆形；水凝胶弹性随丝胶含量增加而下降，至GelMA/SS＝1∶8时已不能成胶(G">G’)；噻唑蓝(MTT)结果显示实验组均具有良好的生物相容性，且G1S4组显示出最高的细胞活力[(120.67±3.33)%]和显著拮抗ROS产生能力(5.18±0.48)；活/死细胞染色显示实验组能够促进胰岛存活；葡萄糖刺激胰岛素释放(GSIS)结果显示在低糖刺激下G1S4具有最高的胰岛素分泌量[(7.73±0.52) μg/L]，而高糖刺激下实验组与对照组差异无统计学意义( F＝0.395， P>0.05)。 结论:GelMA/SS水凝胶具有良好的生物相容性和葡萄糖刺激响应能力，是构建仿生微环境，用于胰岛培养及移植的理想载体。

目的 (1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能.(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏死的作用.方法 利用明胶和甲基丙烯酸酐制备了甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)及锂基生物玻璃水凝胶(GelMA and Li-mesoporous bioglass,GM/M-Li).扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对材料进行表征分析;同时,通过细胞活/死染色、细胞增殖实验(cell counting kit-8,CCK-8)及细胞形态观察评估材料的生物相容性;另外,使用免疫荧光染色、碱性磷酸酯酶染色、茜素红染色、成血管实验、油红O染色评估材料的成骨分化能力、成血管能力和抑制脂肪生成的能力.体内成功建立了兔股骨头坏死模型,利用3D导航模板联合髓芯减压术将坏死骨去除后填充GM/M-Li水凝胶.通过苏木素伊红(hematoxylin eosin,HE)染色、油红O染色、免疫组化染色验证其成骨、成血管和抑制脂肪生成能力.结果 SEM结果显示GM/M-Li水凝胶材料为三维多孔的结构;TEM结果表明,M-Li材料为纳米级别;离子释放实验证明了 GM/M-Li水凝胶中的锂元素,同时具有缓释作用;细胞活/死染色、CCK-8证明了 GM/M-Li水凝胶材料具有良好的生物相容性;体外成骨、成血管、抑制脂肪生成实验证实,材料中锂离子的释放有利于骨髓间充质干细胞的成骨分化、人脐静脉血管内皮细胞的小管形成,抑制了脂肪前体细胞的脂肪形成.体内HE染色和免疫荧光验证了 GM/M-Li水凝胶有效促进了骨组织、血管再生;通过油红O染色验证了 GM/M-Li水凝胶的抑制脂肪能力.结论 利用3D打印技术制作导航模板,将GM/M-Li精确注入股骨头坏死病灶区域和清除病灶.因GM/M-Li水凝胶具有良好的生物相容性,其可通过调节骨髓间充质干细胞成骨方向分化,促进股骨头坏死中骨缺损的重建,同时促进了血管的生成,减少脂肪细胞的浸润.

目的 研究在甲基丙烯酰化明胶中培养的CAR-T细胞功能及活性的变化,以及用GelMA为载体,负载缓释CAR-T细胞的可行性.方法 基因编辑靶向表皮生长因子受体(EGFR)的第二代CAR-T细胞,制备负载CAR-T的甲基丙烯酸酯明胶,通过水凝胶成胶过程图像、储存及损耗模量验证水凝胶成功制备;使用荧光显微镜荧光成像、流式细胞分析验证CAR-T的成功转染;应用CCK-8实验检测水凝胶的生物相容性;构建共培养模型,利用Elisa试剂盒、细胞毒性LDH试剂盒检测上清液中释放的细胞因子、LDH,检测CAR-T是否成功活化,评估CAR-T细胞杀伤效应.结果 荧光显微镜下观察转染第4天的CAR-T细胞,见CAR-T细胞聚集成团并散发绿色荧光;第9天流式细胞术示CD3+T细胞的慢病毒转染率为42.2％,CD8+T细胞:CD4+T细胞约为1∶1,CAR-T细胞成功制备.CCK8实验示水凝胶无毒性.Elisa试剂盒示上清液中细胞活性因子IFN-γ释放量显著增多,提示CAR-T细胞识别EGFR抗体后,可成功活化.当效靶比为1:1时,U87细胞毒性为71.75％,而U87EGFRv111细胞毒性为18.13％.结论 甲基丙烯酸酯化明胶负载培养的CAR-T细胞活性良好,功能正常,可设计使用该水凝胶负载递送CAR-T细胞,实现CAR-T细胞的精确靶向治疗.

背景:交联后的聚合物链对水凝胶的基本性质和细胞相容性存在显著影响,而交联密度可明显改变聚合物链的形成情况,有关交联密度对水凝胶性能影响的针对性研究较少.目的:制备一种细胞相容良好性的复合水凝胶,探究交联密度对该水凝胶性能的影响.方法:配制甲基丙烯酰酯明胶溶液,然后加入脱细胞半月板细胞外基质溶液与LAP溶液,制备预凝胶溶液,采用蓝光对溶液进行交联,交联时间分别为10,30,60 s,检测3种水凝胶的压缩弹性模量、溶胀倍率与降解性能.将半月板纤维软骨细胞加入预凝胶溶液中,采用蓝光对溶液进行交联,交联时间分别为10,30,60 s,检测培养对应时间的细胞活性、形态与聚集.结果 与结论:①交联60 s水凝胶的压缩模明显高于交联10,30 s的水凝胶(P＜0.05);②交联10s水凝胶的溶胀倍率明显高于交联30,60 s的水凝胶(P＜0.05),交联30,60s的水凝胶的溶胀倍率比较差异无显著性意义(P＞0.05);③随着交联时间的延长,水凝胶的降解时间延长,交联60 s的水凝胶需要80 min完全降解,交联10s的水凝胶50 min就可以完全降解;④培养24h后,3组水凝胶中的细胞活性均在95％以上,各组之间无差异(P＞0.05);⑤培养1d时,3组水凝胶中的细胞均呈球形且均匀分布;4 d时,3组细胞均开始伸展,交联10s水凝胶中有较小的细胞团;7 d时,3组细胞树突状伸展更为明显,其中交联10s水凝胶中形成了较为明显的细胞团;⑥培养1,7,14d时,交联10s水凝胶中的细胞活性均在85％以上.培养1d时,交联10s水凝胶中的细胞呈球形分布,且分布均匀;培养28 d时,细胞呈树突状伸展,并聚集形成网状结构;⑦结果表明,甲基丙烯酰酯明胶/脱细胞半月板细胞外基质复合水凝胶的性能可通过调整交联密度进行优化.

目的:探讨负载二甲基乙二酰甘氨酸(dimethyloxalyl glycine,DMOG)的光交联明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)水凝胶的促成骨分化作用以及对大鼠颅骨骨缺损的修复效果.方法:制备GelMA-DMOG水凝胶后,扫描电镜下观察其表面特征,体外检测其降解时间;将小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1培养于GelMA和GelMA-DMOG水凝胶表面,鬼笔环肽染色荧光观察细胞骨架形态,CCK-8法检测其细胞毒性;成骨诱导后,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色、茜素红染色和qRTPCR检测成骨相关基因的表达,观察其对MC3T3-E1细胞成骨向分化的影响;构建大鼠颅骨骨缺损模型,4周和8周后观察GelMA和GelMA-DMOG水凝胶对骨缺损的修复效果.结果:GelMA-DMOG水凝胶孔径大小、分布及降解时间与GelMA水凝胶相比没有明显差异;两种水凝胶对MC3T3-E1细胞增殖均无明显影响;与培养在24孔板上的对照组相比,GelMA组可促进MC3T3-E1细胞成骨向分化,而GelMA-DMOG组明显增强了细胞的成骨向分化和成骨相关基因Runx2、ALP和骨钙素的表达;体内实验发现与GelMA组相比,GelMA-DMOG水凝胶处理组具有明显的促成骨成血管作用和较好的骨缺损修复效果.结论:GelMADMOG水凝胶相对于GelMA材料自身的理化性能没有改变,且体外和体内实验显示该材料对于骨缺损修复具有较好的促进作用,为骨组织工程治疗骨缺损的临床应用开辟了新途径.

目的·构建负载第4代树枝状大分子聚醜胺-胺(generation 4 polyamindoamine,G4 PAMAM)/布洛芬(ibuprofen,IBU)复合物(G4 PAMAM-IBU)的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)响应性明胶(gelatin,Gel)水凝胶,并探究其体外特征.方法·将IBU粉末加入G4PAMAM溶液中,经超声振荡得到G4 PAMAM-IBU复合物,利用紫外分光光度计检测饱和G4 PAMAM-IBU溶液中IBU的浓度,研究G4 PAMAM对IBU的增溶能力和G4 PAMAM-IBU复合物中IBU的释放.采用CCK-8试剂盒评估IBU与G4PAMAM-IBU对大鼠成纤维细胞增殖的抑制能力.同时,为实现G4 PAMAM-IBU的按需释放,利用Gel与甲基丙烯酸酐的加成反应合成甲基丙烯酸酯明胶(methacrylate gelatin,GeIMA),并在365 nm光交联下形成MMP响应性水凝胶,并将G4 PAMAM-IBU复合物包载于该水凝胶之中.扫描电子显微镜观察水凝胶的微观形态,紫外分光光度计测定水凝胶中药物的释放量.之后,将载药GeiMA水凝胶与成纤维细胞共培养,采用CCK-8试剂盒与活/死细胞染色法评估水凝胶对成纤维细胞增殖的影响.采用单因素方差分析进行组间定量资料的比较.结果· IBU与G4PAMAM成功组成复合物,并使IBU在水中的溶解度显著提高,且IBU在12h内与G4PAMAM逐渐解离并释放.与空白对照组相比,单纯的IBU浓度需达到300 pg/mL才具有抑制成纤维细胞增殖的能力(P=0.023),而G4 PAMAM-IBU中IBU的浓度为100p.g/mL时即可显著抑制成纤维细胞增殖(P=0.000).所制备的G4 PAMAM-IBU/GeIMA水凝胶经MMP处理后,内部孔隙增大,药物释放加快.同时,体外实验发现,与载IBU的GeiMA水凝胶相比,G4 PAMAM-IBU/GelMA水凝胶处理后的成纤维细胞活细胞减少,死细胞增多,对细胞增殖的抑制作用显著增强(均P=0.000);且加入MMP后,抑制作用进一步增强.结论· G4PAMAM对IBU具有显著的增溶作用并可增强其药物效应;G4 PAMAM-IBU/GelMA水凝胶具有MMP响应性的药物缓释行为,并能够持续抑制成纤维细胞增殖.