Self-oxygenation of engineered living tissues orchestrates osteogenic commitment of mesenchymal stem cells

自愈水凝胶 间充质干细胞 细胞生物学 缺氧水域 化学 生物医学工程 材料科学 生物 医学 环境化学 高分子化学
作者
Shabir Hassan,Ting Wang,Kun Shi,Yike Huang,Mariely Urbina,Kaifeng Gan,Mo Chen,Niels Willemen,Haroon Kalam,Eder Luna‐Cerón,Berivan Çeçen,Gihan Daw Elbait,Jinghang Li,Luis Enrique García‐Rivera,Melvin Gurian,Mudassir Meraj Banday,Kisuk Yang,Myung Chul Lee,Weida Zhuang,Castro Johnbosco,Oju Jeon,Eben Alsberg,Jeroen Leijten,Su Ryon Shin
出处
期刊:Biomaterials [Elsevier]
卷期号:300: 122179-122179 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.biomaterials.2023.122179
摘要

Oxygenating biomaterials can alleviate anoxic stress, stimulate vascularization, and improve engraftment of cellularized implants. However, the effects of oxygen-generating materials on tissue formation have remained largely unknown. Here, we investigate the impact of calcium peroxide (CPO)-based oxygen-generating microparticles (OMPs) on the osteogenic fate of human mesenchymal stem cells (hMSCs) under a severely oxygen deficient microenvironment. To this end, CPO is microencapsulated in polycaprolactone to generate OMPs with prolonged oxygen release. Gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels containing osteogenesis-inducing silicate nanoparticles (SNP hydrogels), OMPs (OMP hydrogels), or both SNP and OMP (SNP/OMP hydrogels) are engineered to comparatively study their effect on the osteogenic fate of hMSCs. OMP hydrogels associate with improved osteogenic differentiation under both normoxic and anoxic conditions. Bulk mRNAseq analyses suggest that OMP hydrogels under anoxia regulate osteogenic differentiation pathways more strongly than SNP/OMP or SNP hydrogels under either anoxia or normoxia. Subcutaneous implantations reveal a stronger host cell invasion in SNP hydrogels, resulting in increased vasculogenesis. Furthermore, time-dependent expression of different osteogenic factors reveals progressive differentiation of hMSCs in OMP, SNP, and SNP/OMP hydrogels. Our work demonstrates that endowing hydrogels with OMPs can induce, improve, and steer the formation of functional engineered living tissues, which holds potential for numerous biomedical applications, including tissue regeneration and organ replacement therapy.
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
研友_nVWP2Z完成签到 ,获得积分10
2秒前
Yan123456完成签到,获得积分10
5秒前
zhuwei完成签到,获得积分20
8秒前
cu完成签到 ,获得积分10
8秒前
11秒前
wendy发布了新的文献求助10
11秒前
领导范儿应助凌倩采纳,获得10
11秒前
zhao完成签到,获得积分10
12秒前
是我非我发布了新的文献求助10
16秒前
mmpzrz完成签到,获得积分10
17秒前
搜集达人应助jumpsquirrel采纳,获得20
18秒前
20秒前
所所应助是我非我采纳,获得10
21秒前
皮三问完成签到 ,获得积分10
21秒前
研友_LjDyNZ完成签到,获得积分10
22秒前
武雨珍发布了新的文献求助10
25秒前
lyx2010完成签到,获得积分10
27秒前
EX完成签到 ,获得积分10
29秒前
法外潮湿宝贝完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
Tuffy_Du完成签到,获得积分10
34秒前
xuexuexixi123完成签到 ,获得积分10
35秒前
读大学好难完成签到,获得积分10
35秒前
zhou关注了科研通微信公众号
36秒前
高大白翠完成签到 ,获得积分10
38秒前
是我非我发布了新的文献求助10
39秒前
39秒前
39秒前
冷傲世立发布了新的文献求助10
41秒前
42秒前
科研混子完成签到,获得积分10
43秒前
43秒前
45秒前
小蘑菇应助Y0采纳,获得10
46秒前
47秒前
打打应助tt采纳,获得30
48秒前
宁学者完成签到 ,获得积分10
48秒前
zhou发布了新的文献求助10
50秒前
Turew发布了新的文献求助20
51秒前
53秒前
高分求助中
Formgebungs- und Stabilisierungsparameter für das Konstruktionsverfahren der FiDU-Freien Innendruckumformung von Blech 1000
The Illustrated History of Gymnastics 800
The Bourse of Babylon : market quotations in the astronomical diaries of Babylonia 680
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 500
The role of a multidrug-resistance gene (lemdrl) in conferring vinblastine resistance in Leishmania enriettii 330
Elgar Encyclopedia of Consumer Behavior 300
機能營養學前瞻(3 Ed.) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2510480
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2160009
关于积分的说明 5530458
捐赠科研通 1880231
什么是DOI,文献DOI怎么找? 935696
版权声明 564224
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 499584