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Injectable GelMA Cryogel Microspheres for Modularized Cell Delivery and Potential Vascularized Bone Regeneration
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2021-02-23 , DOI: 10.1002/smll.202006596 Zuoying Yuan 1 , Xiaojing Yuan 2 , Yuming Zhao 2 , Qing Cai 3 , Yue Wang 3 , Ruochen Luo 2 , Shi Yu 2 , Yuanyuan Wang 2 , Jianmin Han 4 , Lihong Ge 2 , Jianyong Huang 1 , Chunyang Xiong 1, 5
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2021-02-23 , DOI: 10.1002/smll.202006596 Zuoying Yuan 1 , Xiaojing Yuan 2 , Yuming Zhao 2 , Qing Cai 3 , Yue Wang 3 , Ruochen Luo 2 , Shi Yu 2 , Yuanyuan Wang 2 , Jianmin Han 4 , Lihong Ge 2 , Jianyong Huang 1 , Chunyang Xiong 1, 5
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Cell therapeutics hold tremendous regenerative potential and the therapeutic effect depends on the effective delivery of cells. However, current cell delivery carriers with unsuitable cytocompatibility and topological structure demonstrate poor cell viability during injection. Therefore, porous shape‐memory cryogel microspheres (CMS) are prepared from methacrylated gelatin (GelMA) by combining an emulsion technique with gradient‐cooling cryogelation. Pore sizes of the CMS are adjusted via the gradient‐cooling procedure, with the optimized pore size (15.5 ± 6.0 µm) being achieved on the 30‐min gradient‐cooled variant (CMS‐30). Unlike hydrogel microspheres (HMS), CMS promotes human bone marrow stromal cell (hBMSC) and human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) adhesion, proliferated with high levels of stemness for 7 d, and protects cells during the injection process using a 26G syringe needle. Moreover, CMS‐30 enhances the osteogenic differentiation of hBMSCs in osteoinductive media. CMS can serve as building blocks for delivering multiple cell types. Here, hBMSC‐loaded and HUVEC‐loaded CMS‐30, mixed at a 1:1 ratio, are injected subcutaneously into nude mice for 2 months. Results show the development of vascularized bone‐like tissue with high levels of OCN and CD31. These findings indicate that GelMA CMS of a certain pore size can effectively deliver multiple cells to achieve functional tissue regeneration.
中文翻译：
可注射的GelMA冷冻凝胶微球用于模块化细胞递送和潜在的血管再生
细胞疗法具有巨大的再生潜力，治疗效果取决于细胞的有效传递。然而，当前具有不合适的细胞相容性和拓扑结构的细胞递送载体在注射期间表现出差的细胞生存力。因此，通过将乳液技术与梯度冷却冷冻凝胶相结合，由甲基丙烯酸明胶（GelMA）制备了多孔形状记忆冷冻凝胶微球（CMS）。CMS的孔径通过梯度冷却程序进行调整，在30分钟的梯度冷却变量（CMS-30）上可实现最佳孔径（15.5±6.0 µm）。与水凝胶微球（HMS）不同，CMS可促进人骨髓基质细胞（hBMSC）和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）粘附，并以高水平的干细胞增殖7 d，并在注射过程中使用26G注射器针头保护细胞。此外，CMS-30增强了hBMSC在骨诱导培养基中的成骨分化。CMS可以用作提供多种细胞类型的基础。在这里，以1：1的比例混合了hBMSC和HUVEC的CMS-30，将它们皮下注射到裸鼠中2个月。结果显示，具有高水平的OCN和CD31的血管状骨样组织的发育。这些发现表明，具有一定孔径的GelMA CMS可以有效地递送多个细胞以实现功能性组织再生。以1：1的比例混合后，皮下注射到裸鼠中2个月。结果显示，具有高水平的OCN和CD31的血管状骨样组织的发育。这些发现表明，具有一定孔径的GelMA CMS可以有效地递送多个细胞以实现功能性组织再生。以1：1的比例混合后，皮下注射到裸鼠中2个月。结果显示，具有高水平的OCN和CD31的血管状骨样组织的发育。这些发现表明，具有一定孔径的GelMA CMS可以有效地递送多个细胞以实现功能性组织再生。
更新日期：2021-03-18
中文翻译：
可注射的GelMA冷冻凝胶微球用于模块化细胞递送和潜在的血管再生
细胞疗法具有巨大的再生潜力，治疗效果取决于细胞的有效传递。然而，当前具有不合适的细胞相容性和拓扑结构的细胞递送载体在注射期间表现出差的细胞生存力。因此，通过将乳液技术与梯度冷却冷冻凝胶相结合，由甲基丙烯酸明胶（GelMA）制备了多孔形状记忆冷冻凝胶微球（CMS）。CMS的孔径通过梯度冷却程序进行调整，在30分钟的梯度冷却变量（CMS-30）上可实现最佳孔径（15.5±6.0 µm）。与水凝胶微球（HMS）不同，CMS可促进人骨髓基质细胞（hBMSC）和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）粘附，并以高水平的干细胞增殖7 d，并在注射过程中使用26G注射器针头保护细胞。此外，CMS-30增强了hBMSC在骨诱导培养基中的成骨分化。CMS可以用作提供多种细胞类型的基础。在这里，以1：1的比例混合了hBMSC和HUVEC的CMS-30，将它们皮下注射到裸鼠中2个月。结果显示，具有高水平的OCN和CD31的血管状骨样组织的发育。这些发现表明，具有一定孔径的GelMA CMS可以有效地递送多个细胞以实现功能性组织再生。以1：1的比例混合后，皮下注射到裸鼠中2个月。结果显示，具有高水平的OCN和CD31的血管状骨样组织的发育。这些发现表明，具有一定孔径的GelMA CMS可以有效地递送多个细胞以实现功能性组织再生。以1：1的比例混合后，皮下注射到裸鼠中2个月。结果显示，具有高水平的OCN和CD31的血管状骨样组织的发育。这些发现表明，具有一定孔径的GelMA CMS可以有效地递送多个细胞以实现功能性组织再生。
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