多糖水凝胶的制备及其作为肌肉干细胞培养支架的初步研究

骨骼肌在严重损伤时其修复和再生能力会受到很大的影响甚至丧失,骨骼肌组织工程技术是促进骨骼肌再生的一种很有前途的策略。为解决日益增长的人口与对动物蛋白需求量增加GSK126化学结构之间的矛盾,体外细胞培养肉日渐发展,也主要采用骨骼肌组织工程技术。天然多糖水凝胶作为组织工程支架具有支持细胞生长的巨大优势,然而其存在机械强度较低、稳定性较差的缺点。基于此,本论文以碳酸钙(Ca CO_3)作为海藻酸钠(SA)的交联钙源,制备了壳聚糖(CS)与SA交联为主的物理交联双网络CS/SA/Ca~(2+)水凝胶,旨在通过优化材料的组合,制备出理想的骨骼肌组织工程细胞培养支架。(1)制备不同CS/SA/Ca~(2+)摩尔比的CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架,并研究CS/SA/Ca~(2+)摩尔比对水凝胶支架的凝胶均匀性、内部微观结构和机械强度等理化性能的影响。扫描电子显微镜(SEM)结果表明CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架具有良好的三维形貌和多孔结构,能量色散光谱仪(EDS)结果显示CS、SA和Ca CO_3材料在水凝胶中均匀分布、高效凝胶。在CS/SA/Ca~(2+)摩尔比为1:1.2:0.24(H-1.2组)时,CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架的孔径为104.06±2.64μm,有利于细胞黏附、迁移;压缩模量为40.00±2.52 k Pa,接近天然骨骼肌。各组Dolutegravir溶解度CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架提取液中培养的细胞的存活率均在90%以上,水凝胶支架具有良好的生物相容性。(2)进行CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架的体外细胞培养评价。SEM和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)的结果表明在H-1.2组CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架上的C2C12成肌细胞活力最高、生长速度最快。Hbiomass waste ash-1.2组CS/SA/Ca~(2+)水凝胶作为商业化猪肌肉干细胞(PMu SCs)的培养支架可提供有利于干细胞黏附、生长及增殖的空间。进一步从仔猪背最长肌组织中提取原代肌肉干细胞(Mu SCs),先通过表面标记蛋白CD31~-/CD45~-和CD56~+/CD29~+分选出纯度较高的Mu SCs;再通过细胞免疫荧光技术检测到所获细胞表面的抗原标志物Pax7和Myo D均呈阳性表达,表明分离提取到纯度高并且活力强的Mu SCs。提取的Mu SCs经过成肌诱导分化后,肌球蛋白重链My HC免疫荧光结果为阳性,表明该Mu SCs具有成肌分化的能力。将成功提取的Mu SCs接种到CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架上进行培养,其中H-1.2组CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架上的Mu SCs具有更好的黏附、生长和增殖效果,说明调节CS/SA/Ca~(2+)摩尔比可以改善细胞在CS/SA/Ca~(2+)水凝胶支架上的黏附和生长环境。本研究成功制备了物理交联双网络CS/SA/Ca~(2+)水凝胶,该水凝胶具有良好的可打印性,具有一定CS/SA/Ca~(2+)摩尔比的CS/SA/Ca~(2+)水凝胶有望成为骨骼肌组织工程的干细胞培养支架之一。