尽管传统的3D支架或仿生水凝胶已用于组织工程和再生医学，但软组织微环境通常具有高度各向异性的结构以及具有各种生物分子分布的可动态控制的变形。
再生医学网获悉，最近，台湾国立杨明交通大学陈三元教授团队开发了分层混合甲基丙烯酸甲酯-微胶囊水凝胶（HGMH）与Neurotrophin-3（NT-3）负载的PLGA微胶囊，以通过介电电泳制备具有图案NT-3分布（以条纹和三角形图案显示）的各向异性结构（DEP）。
HGMH提供了动态仿生的微皱纹随NT-3空间梯度和两阶段时间依赖性分布的变化，并使用3D有限元模型对其进行了进一步仿真。如图所示，与条纹图案水凝胶相比，具有高度各向异性的微胶囊阵列的三角形图案HGMH具有显着的空间NT-3梯度分布，不仅可以指导神经干细胞（NSC）迁移，而且可以促进脊髓损伤的再生。这种通过电微流体平台构建分层4D水凝胶系统的方法证明了体外构建各种仿生软支架到真正的软组织的潜力。相关论文以题为4D spatiotemporal modulation of biomolecules distribution in anisotropic corrugated microwrinkles via electrically manipulated microcapsules within hierarchical hydrogel for spinal cord regeneration发表在《Biomaterials》上。
作者通过DEP在光可交联的GelMA水凝胶中排列多孔NT-3负载的PLGA微胶囊，建立了分级的HGMH水凝胶，以改善NSC的分化并促进大鼠SCI的再生。发达的HGMH平台通过操纵NT-3加载的微胶囊以及NT-3从PLGA微胶囊的时间依赖性释放，提供了4D时空生物分子（NT-3）分布。具有三角形图案的微胶囊的HGMH显示出NT-3的高度梯度分布，通过诱导神经干细胞的分化和迁移来促进大鼠SCI的完全恢复。因此，具有空间取向的NT-3负载PLGA微胶囊的HGMH可以成为有前途的仿生4D水凝胶系统，该系统将取代传统的3D支架，以改善对真实和复杂细胞微环境的模拟。
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