《ACS Biomaterials Science & Engineering》：Methods and Technical Issues for Optimizing the Production of Hydrogels Containing Decellularized Wharton’s Jelly
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本技术报告系统阐述了脱细胞沃顿胶（DWJ）复合水凝胶支架的标准化制备流程，重点解析了材料处理、冻干工艺和结构表征等关键环节。研究表明，含DWJ的毫米级圆柱体支架（A075W3）相较于明胶对照组（A075G3）具有更优的机械性能（储能模量G’提升）和结构稳定性（溶胀率降低15%），并能有效促进椎间盘细胞（IVD cells）的CD73/CD90表型表达。该技术为关节软骨组织工程提供了新型生物活性支架构建方案。
沃顿胶（Wharton’s Jelly, WJ）作为脐带来源的凝胶状结缔组织，富含胶原、糖胺聚糖和生长因子，其脱细胞产物（DWJ）能有效保留生物活性成分。本研究通过优化脱细胞工艺（DET法）、冻干粉碎和筛网均质化流程，构建了藻酸盐/DWJ复合毫米圆柱支架（A075W3），并与藻酸盐/明胶支架（A075G3）进行系统对比。
材料制备与表征
采用PDMS模具成型技术，通过离子交联（BaCl2）和可控冻干获得多孔支架。FTIR光谱证实DWJ成功整合入聚合物网络，筛网均质化处理的A075W3支架内DWJ分布均匀性显著提升（图3）。理化性能测试显示，A075W3的脱水收缩率（10%）低于A075G3（25%），且再吸水后直径溶胀率<5%，表明DWJ的引入增强了结构稳定性（图4）。7天培养后A075W3重量保留率达70%，显著高于A075G3的60%（图5），流变学检测进一步证实其储能模量（G’）在1%应变下提升约1.5倍（图6），更接近天然椎间盘组织（约1 kPa）。
细胞响应评估
人椎间盘细胞（IVD cells）与支架共培养7天后，活死染色显示A075W3组细胞存活率>95%，Phalloidin染色可见细胞均匀浸润至支架内部（图7）。21天增殖实验（AlamarBlue法）表明两组支架均支持细胞持续增殖（图8）。组织学分析揭示A075W3组细胞呈现簇状分布模式，CD73/CD90免疫组化染色阳性率显著高于对照组（图9-10），提示DWJ微环境有助于维持椎间盘祖细胞表型。在Transwell共培养模型中，A075W3可使人M1型巨噬细胞CD80表达下调（图11），展现抗炎潜力。
技术要点总结
研究明确了以下关键工艺参数：①脱细胞过程中需控制NaDC浓度（0.1%）避免材料粘附；②均质化采用5分钟脉冲×5次（10,000-15,000 rpm）并维持4℃防止蛋白变性；③冻干前于-80℃预冻30分钟可优化孔隙结构；④细胞接种时采用琼脂糖预包被培养板防止细胞外溢。这些标准化流程为DWJ基生物材料的临床转化提供了技术支撑。
