组织工程用于增强细胞包封和递送的水凝胶

组织工程是一种医疗解决方案，使用活细胞修复或替换结构组织，如血管，骨骼，软骨等。固体和液体形式的聚合物水凝胶用作活细胞的传递系统，充当包含细胞的保护层，用于移植到患者体内以代替患病或受损细胞。

目前有两种类型的水凝胶，固体和液体;然而，两种形式的水凝胶都具有相互排斥的特性，这限制了它们的使用。虽然固体水凝胶为新细胞提供保护环境，但它们可能导致手术植入造成的创伤。它们还缺乏适应和符合宿主组织的几何形状和机械性质的能力，这是确保最佳宿主 - 植入物相互作用所必需的。同时，可注射的水凝胶在注射后不能保持其结构完整性，使得难以保留包封的细胞。

新加坡科技与设计大学(SUTD)的研究团队开发了一种结合了水凝胶特性的潜在解决方案。SUTD的研究人员开发了一种由99%的水和1%的纤维素制成的触变凝胶 - CNF水凝胶 - 当受到压力时，它可以从固体水凝胶转变为液体，并在不到1小时内转变为固体水凝胶。分钟。它还被测试与人乳腺癌细胞以及小鼠胚胎干细胞高度相容，表明其在组织再生中的适用性。

当生物细胞处于更流动，粘性较低的状态时，可将其加载到CNF水凝胶中，然后通过微创技术(例如注射)将其植入患者体内。在其液体形式中，CNF水凝胶还能够在返回其固体凝胶状态之前符合宿主组织中复杂的狭窄空间。处于更加凝固状态的CNF水凝胶最终将被患者自身的组织取代，因为它提供了在愈合过程中再生和修复受损组织的平台。

CNF水凝胶由纤维素制成，纤维素是地球上最丰富的有机聚合物，含有99%的水和细胞培养基。这使细胞能够生存和生长，使其成为健康组织和细胞的载体的合适培养基。此外，由于CNF水凝胶从固体水凝胶转变为液体是通过吸收应力实现的，因此该应力不会传递到细胞，有效地使它们能够在转换过程中存活并确保在递送过程中的高细胞死亡率。

“CNF水凝胶的多功能性及其与人类乳腺癌细胞以及小鼠胚胎干细胞的高度兼容性为各种应用提供了跳板，不仅限于细胞包封载体; CNF水凝胶还可用于生物打印，其中包括印刷细胞和人工器官，以及在实验室受控环境中复制癌症等复杂疾病，“SUTD助理教授Javier Gomez Fernandez说。