三维打印水凝胶支架中工程化分级孔隙增强糖尿病慢性创面的间充质干细胞疗法

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Engineered Hierarchical Porosity in Three-Dimensional-Printed Hydrogel Scaffolds Enhances Mesenchymal Stem Cell Therapy for Chronic Diabetic Wounds

　　

摘要

难以愈合的慢性糖尿病伤口是一个主要的临床挑战，因为它源于复杂的病理微环境，包括神经病变、血管病变和慢性炎症。传统治疗方法无法从根本上解决这些问题。受户外攀岩启发，本研究开发了一种具有分级孔径的多功能生物活性水凝胶支架（CSP 水凝胶），以重塑伤口微环境并促进再生修复。该水凝胶通过 3D 打印和光聚合，由甲基丙烯酰化壳聚糖（CSMA）和甲基丙烯酰化丝素蛋白（SiMA）制备而成，具有可控特性：多尺度多孔结构（大孔≥100 μm，介孔 1–50 μm，微孔<1 μm）、约 15 kPa 的力学诱导刚度、强组织粘附性以及固有的广谱抗菌能力。在体外，负载 MSC 的 CSP@MSC 促进了间充质干细胞的成纤维细胞样促再生功能，包括增强的迁移、细胞外基质合成、血管生成因子表达，以及在模拟高葡萄糖条件下对氧化应激的保护。在具有全层皮肤缺损的糖尿病小鼠中，CSP@MSC 加速了伤口闭合并引导有序的组织再生。这项工作表明，这种水凝胶可以增强间充质干细胞的潜力，修复糖尿病伤口的病理状况，并为难愈合伤口提供全面的解决方案。

可用支持信息

支持信息可免费获取于 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.6c16083。

• 图 S1 分级多孔 CSP 支架的概念灵感与设计原理；图 S2 CSP 水凝胶支架的分级多孔架构；图 S3 水凝胶组的杨氏模量定量分析；图 S4 接种在 CSP@MSC 水凝胶上的 MSC 代表性共聚焦 3D 重建图像；图 S5 不同材料处理的成纤维细胞中α-SMA 表达的代表性免疫荧光图像和定量分析；图 S6（A）实验组小鼠伤口组织中α-SMA 表达的代表性免疫荧光图像和（B）定量分析；图 S7 CD86 和 CD206 免疫荧光的定量分析；图 S8 CSP@MSC 水凝胶的体内生物相容性评估；表 S1 不同配方水凝胶的组成；和表 S2 引物 (DOCX)

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