不同电导率的聚噻吩/聚(乙交酯—丙交酯)复合材料对细胞行为的调控摘要
导电聚合物(CPs)具有调控细胞行为、促进受损组织再生的能力,在组织工程应用中得到了广泛的研究。CPs具有接近金属和无机半导体的导电性,并且电导率可以通过掺杂在很大程度上提高。然而,电导率对细胞行为的影响却很少被报道。本研究中,通过Kumada催化剂转移缩聚法设计并合成分子量为10 kDa的聚(3-己基噻吩)(P3HT),具有产物分子量可控、分子量分布窄、端基明确等优点。将P3HT与可生物降解的聚(乙交酯-丙交酯)(PLGA)混合,获得具有电活性的P3HT/PLGA复合材料。选择FeCl3作掺杂剂,通过控制掺杂时间(0 s、5 s、30 s、2 min和5 min),制备五组电导率递增(10-7、10-6、10-5、10-4和10-2 S/cm)的复合材料。利用光电子能谱、循环伏安法、接触角测试、扫描电镜和原子力显微镜等表征导电复合材料的电化学及表面性能。并且证明了不同电导率复合材料的表面形貌和亲疏水性等材料性质不会对细胞行为差异产生影响,进而研究电导率对细胞行为的调控。研究发现,电导率为10-2 S/cm的P3HT/PLGA复合材料能明显的促进小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1)增殖。电导率为10-5、10-4和10-2 S/cm的P3HT/PLGA复合材料能够促进MC3T3-E1细胞黏附和丝状伪足生长。当P3HT/PLGA复合材料的电导率提高到10-2 S/cm后,能提高MC3T3-E1细胞的碱性磷酸酶活性,细胞矿化量,I型胶原的表达水平。与MC3T3-E1细胞相比,大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞(PC12)对于P3HT/PLGA复合材料表现出更明显的增殖响应性。随着P3HT/PLGA复合材料的电导率提高,促PC12细胞增殖效果越明显。在神经生长因子的诱导下,电导率高的材料能有效的促进PC12细胞神经突触的生长和伸长。
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