生长因子 PEG-纤连蛋白水凝胶应用
细胞外基质衍生的基质胶含有多种生长因子。并且它具有支持细胞增殖、迁移和分化的ecm特性，因此广泛应用于体外细胞培养。但此类基质胶成分未知，稳定性较差，物理性质缺乏可控。因此，开发一种兼具ecm功能和合理设计的可控生物材料显得尤为重要。
格拉斯哥大学 manuel salmeron-sanchez 教授的团队在《生物材料》杂志上发表了一篇文章“采用全长纤连蛋白设计的 3d 水凝胶，可隔离并呈现生长因子”。研究人员利用聚乙二醇共价结合全长的纤连蛋白，制备了一种可以富集和控制生长因子的peg-纤连蛋白水凝胶。并证明水凝胶可以结合血管内生长因子（vegf）和骨形态发生蛋白（bmp2）促进血管生成，实现骨再生。
fnpeg水凝胶的制备及表征fn 通过迈克尔型加成反应与 peg 网络共价结合，形成 fn 标记的 fnpeg 水凝胶。 fn免疫荧光染色和释放检测结果表明，fn均匀分布在水凝胶网络中，结合稳定。 peg可以控制fnpeg水凝胶系统的物理和化学性质。随着体系中peg含量的增加，fnpeg水凝胶的溶胀性能和杨氏模量也显着提高。此外，添加0.5vpm可降解交联剂将增强水凝胶的机械强度。
fnpeg水凝胶可稳定结合生长因子fn可以随机与生长因子结合，例如通过fniii12-14与vegf结合。因此，与peg相比，fnpeg水凝胶可以有效共聚大量生长因子。研究人员使用荧光标记的 vegf 来追踪其随时间的释放。将荧光标记的 vegf 混合到 peg 和 fnpeg 水凝胶中进行释放实验。 24小时后，peg释放了所有vegf，而fnpeg水凝胶保留了50%的vegf。同时，将peg和fnpeg水凝胶置于相同浓度的荧光标记vegf中，测试其结合vegf的能力。
结果表明，每毫升 fnpeg 水凝胶比 peg 多结合 2μg vegf。此外，可降解交联剂vpm的存在不会影响水凝胶与vegf的稳定结合，表明fnpeg水凝胶可以通过其自身的降解特性来控制生长因子的释放。
fnpeg水凝胶可促进微血管网络的形成peg和fnpeg水凝胶中huvec的存活率没有显着差异。研究人员将接种了huvec的微载体封装到fnpeg水凝胶和matrigel中，并在培养基中添加vegf，以研究fnpeg水凝胶在3d培养过程中促进管出芽的作用。在含有vegf的fnpeg水凝胶中，出现了大量与matrigel类似的血管出芽现象，并且连接的血管芽的面积比matrigel更多。
研究人员进一步将huvec和vegf直接封装到fnpeg水凝胶中，研究fnpeg水凝胶是否能像matrigel一样促进三维交换中的血管形成。第1天和第2天，fnpeg水凝胶形成比matrigel组和含有vegf的peg组更宽的血管簇。然而，从第3天开始，fnpeg水凝胶中的血管簇开始分解，表明这些细胞复合物不稳定。需要周细胞、平滑肌细胞和其他类型的细胞来稳定新形成的毛细血管。
研究人员使用更复杂的鸡胚尿囊膜来测试fnpeg水凝胶是否可以促进毛细血管的形成。添加和未添加 vegf 的 fnpeg 水凝胶鸡胚尿囊膜上毛细血管的分叉和连接数量均显着高于对照组，表明 fnpeg 水凝胶不仅具有持久持续释放 vegf 的能力，鸡胚尿囊膜在发育过程中产生的尿囊膜也可保留在原位，促进毛细血管生成。然而，有或没有vegf的peg水凝胶实验组与对照组之间没有显着差异。进一步证实vegf在最初的几个小时内从peg中快速释放，导致vegf从局部区域相对快速地消失。
负载 bmp2 的 fnpeg 水凝胶促进骨骼生长研究人员利用成年小鼠构建了骨不连（临界尺寸）半径缺损模型，并证明负载bmp2的fnpeg水凝胶可以促进体内骨骼生长和修复。各组件水凝胶管状支架的骨缺损修复结果显示，随着bmp2的增加，骨生长从fnpeg-到fnpeg+再到fnpeg++增加，fnpeg++组实现骨缺损闭合。番红-o固绿和苏木精组织切片染色结果显示，fnpeg+和fnpeg++ hydro植入处有大量胶原沉积。
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fnpeg水凝胶可稳定结合生长因子fn可以随机与生长因子结合，例如通过fniii12-14与vegf结合。因此，与peg相比，fnpeg水凝胶可以有效共聚大量生长因子。研究人员使用荧光标记的 vegf 来追踪其随时间的释放。将荧光标记的 vegf 混合到 peg 和 fnpeg 水凝胶中进行释放实验。 24小时后，peg释放了所有vegf，而fnpeg水凝胶保留了50%的vegf。同时，将peg和fnpeg水凝胶置于相同浓度的荧光标记vegf中，测试其结合vegf的能力。
结果表明，每毫升 fnpeg 水凝胶比 peg 多结合 2μg vegf。此外，可降解交联剂vpm的存在不会影响水凝胶与vegf的稳定结合，表明fnpeg水凝胶可以通过其自身的降解特性来控制生长因子的释放。
fnpeg水凝胶可促进微血管网络的形成peg和fnpeg水凝胶中huvec的存活率没有显着差异。研究人员将接种了huvec的微载体封装到fnpeg水凝胶和matrigel中，并在培养基中添加vegf，以研究fnpeg水凝胶在3d培养过程中促进管出芽的作用。在含有vegf的fnpeg水凝胶中，出现了大量与matrigel类似的血管出芽现象，并且连接的血管芽的面积比matrigel更多。
研究人员进一步将huvec和vegf直接封装到fnpeg水凝胶中，研究fnpeg水凝胶是否能像matrigel一样促进三维交换中的血管形成。第1天和第2天，fnpeg水凝胶形成比matrigel组和含有vegf的peg组更宽的血管簇。然而，从第3天开始，fnpeg水凝胶中的血管簇开始分解，表明这些细胞复合物不稳定。需要周细胞、平滑肌细胞和其他类型的细胞来稳定新形成的毛细血管。
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