Lubricated biodegradable polymer networks for regulating nerve cell behavior and fabricating nerve conduits with a compositional gradient.
Lubricated biodegradable polymer networks for regulating nerve cell behavior and fabricating nerve conduits with a compositional gradient.
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DOI：
10.1021/bm201372u
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发表时间：
2012-02-13
影响因子：
6.2
通讯作者：
Wang, Shanfeng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cai, Lei;Lu, Jie;Sheen, Volney;Wang, Shanfeng
我们提出了一种调节表面化学和神经细胞行为的方法，通过光交联甲氧基聚（乙二醇）单丙烯酸酯（mPEGA）与疏水性半结晶聚（ε-己内酯）二丙烯酸酯（PCLDA），在各种重量组成的mPEGA（μ m）从2%到30%。由于排斥性PEG链束缚在网络中，因此通过摩擦、水接触角和从细胞培养基中吸附蛋白质的能力的相应降低来实现改进的表面润湿性。评价了大鼠雪旺细胞前体细胞系（SpL 201）、大鼠嗜铬细胞瘤（PC 12）和E14小鼠神经祖细胞（NPC）对改性表面的反应。对于这些细胞类型，确定了细胞附着、铺展、增殖和分化对细胞膜的非单调或抛物线依赖性，在细胞膜为5- 7%时具有最大值。此外，NPC表现出增强的mPEGA/PCLDA网络上的神经元分化的谱系在μ m为5%的中间润湿性和表面能。这种方法为制造沿壁厚具有沿着组成梯度的异质神经导管奠定了基础，其能够促进导管内的神经细胞功能，同时抑制细胞附着在外壁上以防止植入后潜在的纤维组织形成。
We present a method of tuning surface chemistry and nerve cell behavior by photo-crosslinking methoxy poly(ethylene glycol) monoacrylate (mPEGA) with hydrophobic, semi-crystalline poly(ε-caprolactone) diacrylate (PCLDA), at various weight compositions of mPEGA (ϕm) from 2 to 30%. Improved surface wettability is achieved with corresponding decreases in friction, water contact angle, and capability of adsorbing proteins from cell culture media because of repulsive PEG chains tethered in the network. The responses of rat Schwann cell precursor line (SpL201), rat pheochromocytoma (PC12), and E14 mouse neural progenitor cells (NPCs) to the modified surfaces are evaluated. Non-monotonic or parabolic dependence of cell attachment, spreading, proliferation, and differentiation on ϕm is identified for these cell types with maximal values at ϕm of 5–7%. In addition, NPCs demonstrate enhanced neuronal differentiated lineages on the mPEGA/PCLDA network at ϕm of 5% with intermediate wettability and surface energy. This approach lays the foundation for fabricating heterogeneous nerve conduits with a compositional gradient along the wall thickness, which are able to promote nerve cell functions within the conduit while inhibiting cell attachment on the outer wall to prevent potential fibrous tissue formation following implantation.
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