摘要
不同于传统共价交联水凝胶，由可逆组装颗粒作为结构单元的胶体凝胶显示出优异的粘弹性。它们在屈服时遵循凝胶-溶胶转变，并在剪切力释放时恢复初始状态（即剪切稀化和自愈合行为）。这些特性使得它们成为组织再生应用领域的理想可注射和可塑生物材料。具有特殊粘弹性和结构特征的胶体凝胶植入后所引起的免疫反应对于植入物与宿主组织的成功整合是至关重要的，然而，却仍很少被探索和研究。巨噬细胞被认为是决定对植入物的炎症反应的主要免疫细胞，为此我们研究了明胶基胶体凝胶诱导的体外巨噬细胞极化和体内炎症反应。 具体而言，我们将由纯明胶纳米颗粒或甲基丙烯酸酯明胶（GelMA）纳米颗粒组成的允许二次共价交联的自愈合胶体凝胶，并与GelMA块体水凝胶进行了比较研究。研究表明，相比于结构特征，水凝胶的弹性特征在决定体外巨噬细胞极化中起着更为主要的作用。相较于软凝胶，硬凝胶则更倾向于诱导促炎M1巨噬细胞表型，该研究结果也进一步印证了上述结论。此外，相比于块体水凝胶，在基质弹性相似的情况下胶体凝胶植入后表现出较少的纤维包裹，表明具有减轻的免疫反应的特性。我们推测纤维化减少可能与胶体凝胶对细胞的渗透性更高有密切关联。 我们进一步将上述材料经过挤注式生物打印制备成多孔支架，并对材料打印成形性能进行了系统评价。我们发现相比GelMA块体水凝胶，胶体凝胶具有更强的保形度。与低浓度支架材料相比，高浓度支架的抗变形度更好。进一步开展了细胞实验，并在对分泌的细胞因子以及M1和M2巨噬细胞标志物的进一步研究中，我们发现增加打印支架材料的浓度将会导致更多的促炎极化。此外，我们还发现与具有相似基质弹性的GelMA水凝胶支架相比，胶体凝胶材料支架可以刺激更少的炎症反应。 综上所述，这项研究为水凝胶材料对巨噬细胞行为和相关炎症反应的生物物理调节提供了深入的见解，不仅可以为植入材料的设计提供策略性指导，也可以用于预测免疫疗法和再生医学中生物材料-宿主之间的相互作用。
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