Synthetic biodegradable microporous hydrogels for in vitro 3D culture of functional human bone cell networks

自愈水凝胶 微型多孔材料 材料科学 三维细胞培养 细胞培养 化学 体外 细胞生物学 生物化学 高分子化学 有机化学 生物 遗传学
作者
Doris Zauchner,Monica Zippora Müller,Marion Horrer,Leana Bissig,Feihu Zhao,Philipp Fisch,Sung Sik Lee,Marcy Zenobi‐Wong,Ralph Müller,Xiao‐Hua Qin
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1038/s41467-024-49280-3
摘要

Generating 3D bone cell networks in vitro that mimic the dynamic process during early bone formation remains challenging. Here, we report a synthetic biodegradable microporous hydrogel for efficient formation of 3D networks from human primary cells, analysis of cell-secreted extracellular matrix (ECM) and microfluidic integration. Using polymerization-induced phase separation, we demonstrate dynamic in situ formation of microporosity (5-20 µm) within matrix metalloproteinase-degradable polyethylene glycol hydrogels in the presence of living cells. Pore formation is triggered by thiol-Michael-addition crosslinking of a viscous precursor solution supplemented with hyaluronic acid and dextran. The resulting microporous architecture can be fine-tuned by adjusting the concentration and molecular weight of dextran. After encapsulation in microporous hydrogels, human mesenchymal stromal cells and osteoblasts spread rapidly and form 3D networks within 24 hours. We demonstrate that matrix degradability controls cell-matrix remodeling, osteogenic differentiation, and deposition of ECM proteins such as collagen. Finally, we report microfluidic integration and proof-of-concept osteogenic differentiation of 3D cell networks under perfusion on chip. Altogether, this work introduces a synthetic microporous hydrogel to efficiently differentiate 3D human bone cell networks, facilitating future in vitro studies on early bone development.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
时光完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
踏实的求真完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
怕黑远锋完成签到,获得积分10
3秒前
guoxuefan完成签到,获得积分10
3秒前
还好完成签到,获得积分10
3秒前
SciGPT应助帅气的祥采纳,获得10
4秒前
4秒前
爆米花应助杪123采纳,获得10
5秒前
和谐桐完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
于浩完成签到,获得积分10
6秒前
干净的铅笔应助77采纳,获得10
6秒前
wallacetan完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
小马哥发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
冰冰发布了新的文献求助10
10秒前
ravenousraven完成签到,获得积分10
10秒前
无情汉堡完成签到 ,获得积分10
10秒前
摆烂发布了新的文献求助10
11秒前
怕黑远锋发布了新的文献求助20
11秒前
LUIOO完成签到,获得积分10
12秒前
leena完成签到,获得积分10
12秒前
铁柱完成签到,获得积分10
12秒前
随逸完成签到,获得积分10
14秒前
不安大象完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
香蕉觅云应助bai采纳,获得10
15秒前
wanci应助孔乙己采纳,获得10
15秒前
dxz发布了新的文献求助10
15秒前
无心的安青完成签到 ,获得积分10
17秒前
Lyubb完成签到,获得积分10
17秒前
华仔应助kimiwanano采纳,获得10
17秒前
哎呀完成签到,获得积分10
17秒前
吴1234完成签到,获得积分10
18秒前
majm发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107-19)(Recommended practice for LNG inground storage) 1000
rhetoric, logic and argumentation: a guide to student writers 1000
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 1000
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
Operative Techniques in Pediatric Orthopaedic Surgery 510
人工地层冻结稳态温度场边界分离方法及新解答 500
The history of Kenya agriculture 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2919472
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2561513
关于积分的说明 6927959
捐赠科研通 2219670
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1180062
版权声明 588658
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 577316