B, Table S-1, Table S-2). The ability to tune the mechanical properties
of the resulting gel over a large range by simply changing the
ratio of the two polymers allows control over gel stiffness while
keeping other parameters such as polymer concentration, and
ligand density constant which may be useful for studies of
mechanobiology.
The swelling ratio of hydrogel systems can affect mechanical
properties, mass transport, and the presentation of ligands on the
gel surface. To investigate how volumetric swelling would change
at different polymer concentrations and N:T ratios, click alginate
hydrogels were made as previously described and allowed to swell
for 24 h at 37 C. The swollen volume was measured and compared
to the casted volume (Fig. 2-C). For a given polymer concentration,
the volumetric swelling ratio increased as the N:T ratio deviated
from 1, demonstrating an inverse relationship between mechanical
properties and swelling ratio as expected. While the N:T ratio has a
significant effect on the swelling ratio, the polymer concentration
does not have a significant effect, indicating that the swelling ratio
of click alginate is dominated by crosslink density rather than
polymer concentration (Table S-3).
3.3. Post-gelation modification of click alginate hydrogels
To explore if additional functionalities can be introduced to click
alginate hydrogels after polymerization, we grafted thiolcontaining
molecules onto unreacted norbornenes in pre-formed
click alginate hydrogels using a photoinitiated thiol-ene reaction
(Fig. 3-A). Gels with N:T ¼ 2 were used to ensure unreacted norbornenes
were available to react after the initial gelation. RGD
peptide solutions at high (2 mM) or low (0.2 mM) concentration
were reacted onto the surface of these click alginate hydrogels,
which were then seeded with NIH 3T3 fibroblasts expressing a
cytosolic fluorescent marker (EGFP). 3T3 cells readily adhered and
spread on gels modified with RGD, while very few cells were able to
attach or elongate on control gels with no RGD (Fig. 3-B). Cells on
click alginate hydrogels presenting RGD were able to form
branched interconnected networks, with a significant RGD densitydependent
2e3 fold increase in surface coverage over the 3 day
culture, while unmodified click alginate gels were observed to be
non-cell-adhesive and showed a decrease in surface coverage by
cells over time (Fig. 3-C). After 3 days in culture, cells also showed
an increase in spreading and actin stress fiber formation with
higher RGD concentration (Fig. 3-D). Additionally, the high viability
of cells after 3 days of culture demonstrated the cytocompatibility
of the click alginate hydrogels for 2D cell culture (Fig. 3-E).
3.4. Cell encapsulation in click alginate hydrogels
In order to demonstrate the utility of click alginate hydrogels for
cell encapsulation, cell viability and metabolic activity of cells
encapsulated in click alginate hydrogels were investigated over a 3
day culture period; ionically crosslinked hydrogels were used for
comparison in these studies. Representative images of encapsulated
cells stained with ethidium homodimer-1 show minimal cell
death in both click and ionically crosslinked gels 4 h and 3 days
after encapsulation (Fig. 4-A). Quantification revealed that click
alginate hydrogels resulted in significantly higher viability of
encapsulated 3T3 cells both immediately after encapsulation
(93 ± 1% vs. 87 ± 2%) and after 3 days of culture (84 ± 2% vs. 79 ± 4%)
(Fig. 4-B). It should be noted that a loss in measured cell viability
may occur during the cell retrieval process by enzymatic digestion
of the hydrogels. The overall metabolic activity of the cells encapsulated
in the different hydrogels was also analyzed, and noted to
increase over the 3 day culture period for both hydrogel crosslinking
chemistries (Fig. 4-C).
B, Table S-1, Table S-2). The ability to tune the mechanical propertiesof the resulting gel over a large range by simply changing theratio of the two polymers allows control over gel stiffness whilekeeping other parameters such as polymer concentration, andligand density constant which may be useful for studies ofmechanobiology.The swelling ratio of hydrogel systems can affect mechanicalproperties, mass transport, and the presentation of ligands on thegel surface. To investigate how volumetric swelling would changeat different polymer concentrations and N:T ratios, click alginatehydrogels were made as previously described and allowed to swellfor 24 h at 37 C. The swollen volume was measured and comparedto the casted volume (Fig. 2-C). For a given polymer concentration,the volumetric swelling ratio increased as the N:T ratio deviatedfrom 1, demonstrating an inverse relationship between mechanicalproperties and swelling ratio as expected. While the N:T ratio has asignificant effect on the swelling ratio, the polymer concentrationdoes not have a significant effect, indicating that the swelling ratioof click alginate is dominated by crosslink density rather thanpolymer concentration (Table S-3).3.3. Post-gelation modification of click alginate hydrogelsTo explore if additional functionalities can be introduced to clickalginate hydrogels after polymerization, we grafted thiolcontainingโมเลกุลบน norbornenes unreacted ในรูปแบบก่อนคลิ hydrogels แอลจิเนตโดยใช้ปฏิกิริยาที่ thiol-ene photoinitiatedกิน 3-A) เจ มี N:T ¼ 2 ใช้ให้ unreacted norbornenesมีการตอบสนองหลังจาก gelation เริ่มต้น RGDเปปโซลูชั่นที่ความเข้มข้นต่ำ (0.2 mM) หรือสูง (มม. 2)มีปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของเหล่านี้คลิกแอลจิเนต hydrogelsที่ถูกแล้ว seeded กับ fibroblasts 3T3 NIH แสดงเป็นcytosolic เรืองแสงเครื่องหมาย (EGFP) เซลล์ 3T3 พร้อมปฏิบัติตาม และกระจายบนปรับเปลี่ยนกับ RGD ในขณะที่เซลล์น้อยมากสามารถแนบ หรือ elongate บนควบคุมด้วย RGD ไม่กิน 3-บี) เซลล์บนคลิกแอลจิเนต hydrogels RGD นำเสนอมีความสามารถแบบฟอร์มแบบแยกสาขาเชื่อมต่อกันเครือข่าย กับ densitydependent RGD เป็นสำคัญ2e3 พับเพิ่มขึ้นคลุมผิวมากกว่า 3 วันวัฒนธรรม ในขณะที่แอลจิเนตคลิ unmodified เจสุภัคให้ไม่ใช่เซลล์กาว และพบว่าลดลงคลุมผิวด้วยเซลล์เวลากิน 3-C) หลังจาก 3 วันในวัฒนธรรม เซลล์ยังแสดงให้เห็นตัวของเส้นใยมีความเครียดเพิ่มขึ้นในการแพร่กระจายและแอกตินความเข้มข้นสูง RGD (Fig. 3-D) นอกจากนี้ ศักยภาพสูงของเซลล์หลังจาก 3 วันวัฒนธรรมสาธิตการ cytocompatibilityของแอลจิเนตคลิ hydrogels สำหรับ 2D เซลล์วัฒนธรรมกิน 3-E)3.4 การ encapsulation ใน hydrogels แอลจิเนตคลิกเซลล์เพื่อแสดงให้เห็นถึงอรรถประโยชน์ของ hydrogels แอลจิเนตคลิกสำหรับencapsulation เซลล์ เซลล์ชีวิต และกิจกรรมที่เผาผลาญของเซลล์นึ้ในแอลจิเนตคลิ hydrogels ถูกสอบสวนมากกว่า 3 ตัวระยะเวลาวันวัฒนธรรม ionically ใช้สำหรับ crosslinked hydrogelsเปรียบเทียบในการศึกษานี้ ภาพตัวแทนของนึ้เซลล์สี ethidium homodimer-1 แสดงเซลล์น้อยที่สุดตายในทั้งคลิ ionically crosslinked เจ h 4 และ 3 วันหลังจาก encapsulation กิน 4 A) นับเปิดเผยว่า คลิกแอลจิเนต hydrogels ผลในชีวิตสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของสรุป 3T3 เซลล์ทั้งสองทันทีหลัง encapsulation(93 ± 1% เทียบกับ 87 ± 2%) และหลัง จาก 3 วันวัฒนธรรม (84 ± 2% เทียบกับ 79 ± 4%)กิน 4-B) ควรสังเกตว่า แพ้ในวัดเซลล์ชีวิตอาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเรียกเซลล์ โดยเอนไซม์ในระบบย่อยอาหารของ hydrogels กิจกรรมการเผาผลาญโดยรวมของเซลล์นึ้ในต่าง ๆ hydrogels ยังวิเคราะห์ และสังเกตการเพิ่มระยะวัฒนธรรม 3 วัน 2 คืนสำหรับทั้ง crosslinking hydrogelchemistries กิน 4 C)
การแปล กรุณารอสักครู่..
