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Gold nanorod-incorporated Gelatin-based Conductive Hydrogels for Engineering Cardiac Tissue Constructs

先進的生物材料的開發(fā)是增強組織工程學治療心肌梗塞策略功效的關(guān)鍵步驟。需要進一步增強生物材料的特定特性，包括電導率，機械強度和結(jié)構(gòu)完整性，以促進心肌細胞的功能。在這項工作中，我們制造了可紫外線交聯(lián)的金納米棒（GNR）結(jié)合的甲基丙烯酸明膠（GelMA）混合水凝膠，具有增強的材料和生物學特性，可用于心臟組織工程。嵌入式GNR促進了水凝膠基質(zhì)的電導率和機械剛度。接種在GelMA-GNR雜化水凝膠上的心肌細胞表現(xiàn)出出色的細胞保留能力，活力和代謝活性。增加的細胞粘附力導致局部組織的F-肌動蛋白纖維豐富，導致在嵌入GNR的水凝膠上形成整合的組織層。整聯(lián)蛋白β-1的免疫染色圖像證實了雜化水凝膠上改善的細胞-基質(zhì)相互作用。值得注意的是，在GelMA-GNR水凝膠上觀察到心臟特異性標志物（肌型α-肌動蛋白和連接蛋白43）的均勻分布是GNRs濃度的函數(shù)。此外，GelMA-GNR雜種還支持心肌細胞的同步組織水平跳動。鈣瞬變測定法也表明了類似的觀察結(jié)果，該實驗證明了與純GelMA相比，GelMA-GNR水凝膠上心肌細胞的節(jié)律性收縮。因此，這項研究的發(fā)現(xiàn)清楚地表明，使用納米工程化的GelMA-GNR雜化水凝膠可以開發(fā)出具有優(yōu)異電和機械性能的功能性心臟貼片。