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细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)对组织细胞起支持、保护、营养作用,对细胞的增殖、分化等生命活动有重要影响。水凝胶具有含水量高、优异的营养物质传输特性和类似于天然ECM的机械性能,是理想的细胞3D培养平台。合成类高分子水凝胶虽然具有良好的生物相容性、结构和性能可控等特点,但存在生物活性差的缺点,因而需要通过生物活性分子的修饰来改善其降解性能、促细胞生长和分化的生物活性。本论文分离提取兔骨髓间充质干细胞(RBMSC),构建PluronicF127温敏性水凝胶体系,并进一步模拟天然细胞外基质,设计合成胶原模拟多肽(CMP)、基质金属蛋白酶(MMP)降解肽,与多臂PEG构建仿生杂化水凝胶,将上述水凝胶体系用于RBMSC的3D培养并评价了水凝胶的细胞相容性及对细胞分化的影响,为发展新型生物活性水凝胶体系提供基础和依据。具体研究工作如下:1.PluronicF127水凝胶及其用于RBMSC的3D培养分离RBMSC并鉴定其具有多向分化潜性。制备了温敏性Pluronic F127水凝胶并确定了适宜的成胶条件,该水凝胶为多孔结构,机械强度较高,且随着水凝胶浓度增加,水凝胶的机械强度增强,溶液-凝胶相变温度降低。应用该水凝胶体系包埋RBMSC进行3D培养,具有较好的细胞相容性,但对细胞的分化没有显著影响,与该水凝胶体系的生物活性较差有关。2.胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶及其用于RBMSC的3D培养设计合成胶原模拟多肽(GPO)8-CG-RGDS,常温和变温圆二色谱显示,胶原模拟多肽能自发组装成类似天然胶原的三螺旋构象,热变性温度约为49.4℃。通过胶原模拟多肽与4臂PEG-MAL偶联构建了一种仿生胶原模拟多肽-PEG杂化水凝胶,其机械强度适中,内部为多孔结构。RBMSC在杂化水凝胶中包载24h后,绝大部分干细胞保持存活状态,表明杂化水凝胶有良好的细胞相容性;对细胞相关基因表达的检测提示该杂化水凝胶构建的3D培养环境更有利于RBMSC的软骨分化。3.MMP降解肽-PEG杂化水凝胶及其用于RBMSC的3D培养设计合成两端含有半胱氨酸的MMP降解肽,以MMP降解肽作为交联剂与4臂PEG-MAL构建一种仿生MMP降解肽-PEG杂化水凝胶,成胶反应迅速,水凝胶的成胶前体溶液溶度浓度影响胶内部孔径结构和机械强度。应用杂化水凝胶包埋RBMSC进行3D培养,初步研究显示其细胞相容性良好,为进一步研究该水凝胶体系的细胞介导的降解性能及其对细胞的分化诱导作用提供基础。