Гидрогели на основе желатин-метакрилоилa (GelMA) с заданной степенью функционализации как универсальный инструмент для трехмерной клеточной культуры и экструзионной биопечати

Желатин-метакрилоил (GelMA) представляет собой полусинтетический гидрогель, состоящий из желатина, модифицированного метакриламидными и метакрилатными группами. Такие гидрогели создают для клеток оптимальную биологическую среду, например содержат мотивы RGD для адгезии, и могут быстро фотоотверждаться, что обеспечивает сохранение формы и стабильность при физиологической температуре. В настоящей работе показано, как синтезировать гидрогели GelMA с заданной степенью функционализации и адаптировать их к конкретной задаче как платформу для трехмерной клеточной культуры. Основное внимание уделено получению гидрогелевых матриксов, которые формируют клеточно-стимулирующее микроокружение для мезенхимальных стволовых клеток человека, полученных из жировой ткани (hAD-MSC), и способствуют их адгезии, распластыванию и пролиферации. Описан контроль механических свойств GelMA путем изменения концентрации, степени функционализации и условий УФ-полимеризации. Кроме того, оценивали и сопоставляли жизнеспособность и морфологию hAD-MSC в GelMA разной жесткости. Полимеризованные гидрогели как с клетками, так и без них можно было подвергать ферментативному расщеплению для высвобождения инкапсулированных клеток без потери жизнеспособности. Также показано, что вязкость гидрогеля можно повысить с помощью биосовместимых добавок, чтобы обеспечить экструзионную биопечать этих материалов. В целом показано, что гидрогели GelMA можно использовать как универсальный инструмент для трехмерного культивирования клеток.