水溶性コラーゲンをベースとした生分解性ハイブリッドハイドロゲルを用いたバイオメディカル用足場材です

Hydrosoluble collagen based biodegradable hybrid hydrogel for biomedical scaffold.

• Qian Ji
• Hao Zhang
• Xihe Zhang
• Qiaoqiao Ma
• Liping Teng
• Lipeng Qiu

抄録

損傷を受けた臓器や組織を効率的に修復する方法として、ハイドロゲル足場の開発が検討されている。本研究では、コラーゲン（Col）とPEG由来ポリマー（PEGF）をベースとしたハイブリッドハイドロゲルシステムを開発した。その結果、異なる材料を組み合わせて連続的な相互浸透ネットワークを構築したCol-PEGFハイブリッドハイドロゲルは、対応するColハイドロゲルやPEGFハイドロゲルと比較して、機械的強度と粘弾性を大幅に向上させることができた。分解試験の結果、Colは酵素分解を介してハイブリッドハイドロゲルの分解を可能にし、PEGFはハイドロゲルの分解防止に寄与していることが示された。このようなバランスのとれた生分解性を有するCol-PEGFハイブリッドハイドロゲルは、組織工学や再生医療への応用に有利であると考えられる。さらに、ミクロンサイズの細孔と可変の水分を有するCol-PEGFハイブリッドハイドロゲルは、NIH-3T3細胞に対して良好な生体親和性を示し、細胞の増殖と増殖に好ましい環境を提供した。したがって、Col-PEGFハイドロゲルは、組織欠陥の治療のための有望な生物医学的足場を提供することが期待される。

Hydrogel scaffolds are explored as efficient methods to repair damaged organs or tissues. In this study, we developed a hybrid hydrogel system based on collagen (Col) and PEG-derived polymer (PEGF) for biomedical scaffold. The Col-PEGF hybrid hydrogel, in which different materials were combined and sequential interpenetrating networks were built, achieved significantly enhanced mechanical strength and viscoelasticity compared with the corresponding Col hydrogel or PEGF hydrogel. Degradation test indicated that Col enabled the hybrid hydrogel to be broken down via enzymatic degradation while PEGF contributed to the anti-degradation of the hydrogel. This balanced biodegradability of Col-PEGF hydrogel would be advantageous to the application for tissue engineering and regenerative medicine. Moreover, the Col-PEGF hybrid hydrogel with micron-sized pores and variable moisture performed good biocompatibility to NIH-3T3 cells, and supplied a favorable environment for cell growth and proliferation. Therefore, the Col-PEGF hydrogel will provide a promising biomedical scaffold for the therapy of tissue defects.