具有近红外荧光的水凝胶细胞培养支架材料

作者：张雪慧; 朱亚萍; 朱羽; 廖静文; 陈愈祥; 孙琪琪; 严达祥; 王艳芹; 陈维毅

来源：医用生物力学, 2019, S1: 149.

• 聚乙烯醇
• 金纳米簇
• 复合水凝胶
• 双网络
• 荧光

细胞生长支架材料的生物力学性质与化学环境是影响细胞生物学行为的两大重要因素。本论文开发了一种具有良好生物相容性、力学及化学性质可调控的、用于细胞体外培养的组织工程支架材料。以聚乙烯醇(PVA)为原料,金纳米簇(Au NCs)和纳米羟基磷灰石(HA)为共掺杂物,先以戊二醛作为交联剂,采用化学交联法制备Au NCs/HA/PVA单网络复合水凝胶,再通过循环冷冻-解冻技术使PVA聚合物链间进一步发生氢键交联,制备得到Au NCs/HA/PVA双网络复合水凝胶。进一步研究了不同Au NCs含量和不同冷冻-解冻循环次数对复合水凝胶的力学性质、荧光性质的影响规律。结果表明:当Au NCs与PVA质量百分比为2.6wt%,冷冻-解冻循环次数N=9次时,制备所得凝胶的拉伸力学性能最优(拉伸强度为158 kPa,断裂应变为210%,杨氏模量为0.55 kPa);在365 nm紫外光照射下,掺杂有Au NCs粒子的复合水凝胶发射红色荧光。荧光掺杂剂Au NCs和多次循环冷冻-解冻均在一定程度上提高了PVA水凝胶的力学性能,使其与细胞体外培养微环境的生物力学要求近似相同。本论文将为研究具有荧光特性的基底材料对于细胞生长行为(细胞黏附、增殖、分化等)的影响提供了可靠的参考依据。

• 单位
  太原理工大学; 聚合物分子工程国家重点实验室; 生物医学工程学院