恶劣环境的控制不足以及细胞从水凝胶中快速流失，这些都限制了治疗效果。为了解决这些关键问题，研究介绍了一种包含间充质干细胞（MSCs）的细胞锚定和低氧调节胶体水凝胶，旨在长期局部增加旁分泌因子的生产力。
研究简介
氧合、细胞锚定和多尺度胶体水凝胶的制备与特性：
研究中制备了包含氧合微粒（OMPs）的胶体水凝胶，这些水凝胶能够在两周内持续产生氧气，并通过快速扩散维持轻微的低氧条件。通过将OMPs嵌入到酪胺（TA）修饰的胶原微凝胶中，能够持续产生氧气，同时通过TA与细胞表面的酪氨酸形成不可逆的共价键，有效锚定MSCs。这种设计不仅提高了细胞在水凝胶中的保留率，还通过提供机械刺激和相互连接的微孔网络，促进了宿主-植入物的相互作用。
TA基团对细胞锚定行为的影响：
研究结果表明，TA基团的引入显著提高了细胞在胶体水凝胶中的锚定能力。通过酶促氧化酚醛交联方法，利用辣根过氧化物酶（HRP）作为催化剂，H2O2作为氧化剂，将细胞固定在胶体水凝胶表面。这种化学交联与细胞膜上的酪氨酸结合，即使在剧烈洗涤后也能保持细胞附着，而不含TA的对照组则无法保持细胞附着。
细胞锚定和轻微低氧条件对hMSCs血管生成因子生产力的协同效应：
研究中观察到，OMPs和TA基团的协同作用显著提高了hMSCs在严重低氧条件下的细胞活力和旁分泌因子的分泌。这些因子包括VEGF、ANG、IGFBP等，它们对于血管新生和组织修复至关重要。TOC水凝胶在维持轻微低氧环境的同时，通过提供氧气和适当的硬度特性，显著增强了hMSCs的旁分泌活性。
体内植入实验评估：
通过在裸鼠模型中进行皮下植入实验，评估了胶体水凝胶对宿主细胞反应和血管形成的影响。结果显示，TOC水凝胶在植入后两周内促进了更多的宿主细胞侵入和凝胶降解，与大块凝胶相比，TOC水凝胶在促进血管再生方面表现出更大的潜力。
在下肢缺血模型中评估血管和肌肉再生：
评估了可注射的氧合和细胞锚定胶体水凝胶在下肢缺血（HLI）模型中的治疗效果。通过最小侵入性程序将hMSCs装载的TOC水凝胶注射到缺血区域，结果显示TOC处理组的血流恢复显著优于对照组，且肌肉再生和血管形成也更为显著。
链接：https://doi.org/10.1002/adma.202408488
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