ヒアルロン酸ベースのヒドロゲルにおけるフェノール部位の架橋度を変化させることによる細胞接着性の制御

Control of cellular adhesiveness in hyaluronic acid-based hydrogel through varying degrees of phenol moiety crosslinking.

• Sara Bagheri
• Zohreh Bagher
• Sajad Hassanzadeh
• Sara Simorgh
• Seyed Kamran Kamrava
• Vajihe Taghdiri Nooshabadi
• Ronak Shabani
• Maryam Jalessi
• Mehdi Khanmohammadi

抄録

現在のヒアルロン酸ベースのハイドロゲルは、カプセル化された細胞に細胞毒性を引き起こすことが多く、効果的なバイオメディカルや組織工学への応用に必要な接着性を欠いています。生体適合性を向上させるためには、細胞接着性のある表面を提供することが重要な要件である。フェノール性ヒドロキシル（HA-Ph）部位を有するヒアルロン酸の水溶液は、ワサビペルオキシダーゼ（HRP）触媒による酸化的架橋反応によりゲル化可能である。本研究では、酵素的に架橋されたHA-Phハイドロゲルの細胞接着性と増殖に及ぼす架橋されたPh部位の程度の違いによる影響を評価した。機械的特性評価の結果、前駆体製剤中の共役系Ph部位を変化させることにより、工学的に設計されたハイドロゲルの圧縮力を0.05-35Nの範囲で調整できることが示された。また，水の接触角と含水率は，架橋されたPh基の含有量の増加に伴って疎水性が増加することを示した。また、HA-Phを用いたマウス胚線維芽細胞様細胞株とヒト子宮頸がん細胞株を播種したところ、架橋したPh基の含有率が高いほど細胞が付着し、広がっていくことが確認された。また、Ph基の含有率が高いHA-Phは、細胞の接着性、拡散性、増殖性が最大であることを示しており、このハイドロゲルは、生体医学や組織工学への応用に適した生体材料であることを示している。この記事は著作権で保護されています。すべての権利は留保されています。

Current hyaluronic acid-based hydrogels often cause cytotoxicity to encapsulated cells and lack the adhesive property required for effective biomedical and tissue engineering applications. Provision of the cell-adhesive surface is an important requirement to improve its biocompatibility. An aqueous solution of hyaluronic acid possessing phenolic hydroxyl (HA-Ph) moieties is gellable via a horseradish peroxidase (HRP)-catalyzed oxidative crosslinking reaction. This study evaluates the effect of different degrees of crosslinked Ph moieties on cellular adhesiveness and proliferation on the resultant enzymatically crosslinked HA-Ph hydrogels. Mechanical characterization demonstrated that the compression force of engineered hydrogels could be tuned in the range of 0.05-35 N by changing conjugated Ph moieties in the precursor formulation. The water contact angle and water content show hydrophobicity of hydrogels increased with increasing content of crosslinked Ph groups. The seeded mouse embryo fibroblast-like cell line and human cervical cancer cell line, on the HA-Ph hydrogel, proved cell attachment and spreading with a high content of crosslinked Ph groups. The HA-Ph with a higher degree of Ph moieties shows the maximum degree of cell adhesion, spreading, and proliferation which presents this hydrogel as a suitable biomaterial for biomedical and tissue engineering applications. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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