KCI등재
SCIE
SCOPUS
Tailoring Hydrogel Composition and Stiffness to Control Smooth Muscle Cell Differentiation in Bioprinted Constructs
저자
Xuan Zongzhe (Regenerative Medicine Group, Department of Health Science and Technology, Aalborg University) ; Peng Qiuyue (Regenerative Medicine Group, Department of Health Science and Technology, Aalborg University) ; Larsen Thomas (Materials Science and Engineering Group, Department of Materials and Production, Aalborg University) ; Gurevich Leonid (Materials Science and Engineering Group, Department of Materials and Production, Aalborg University) ; de Claville Christiansen Jesper (Materials Science and Engineering Group, Department of Materials and Production, Aalborg University) ; Zachar Vladimir (Regenerative Medicine Group, Department of Health Science and Technology, Aalborg University) ; Pennisi Cristian Pablo (Regenerative Medicine Group, Department of Health Science and Technology, Aalborg University)
발행기관
한국조직공학과 재생의학회(Korean Tissue Engineering & Regenerative Medicine Society)
학술지명
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
199-212(14쪽)
DOI식별코드
제공처
BACKGROUND: Reliable in vitro cellular models are needed to study the phenotypic modulation of smooth muscle cells (SMCs) in health and disease. The aim of this study was to optimize gelatin methacrylate (GelMA)/alginate hydrogels for bioprinting three-dimensional (3D) SMC constructs.
METHODS: Four different hydrogel groups were prepared by mixing different concentrations (% w/v) of GelMA and alginate: G1 (5/1.5), G2 (5/3), G3 (7.5/1.5), and G4 (7.5/3). GelMA 10% was used as control (G5). A circular structure containing human bladder SMCs was fabricated by using an extrusion-based bioprinter. The effects of the mixing ratios on printability, viability, proliferation, and differentiation of the cells were investigated.
RESULTS: Rheological analysis showed that the addition of alginate significantly stabilized the change in mechanical properties with temperature variations. The group with the highest GelMA and alginate concentrations (G4) exhibited the highest viscosity, resulting in better stability of the 3D construct after crosslinking. Compared to other hydrogel compositions, cells in G4 maintained high viability ([80%), exhibited spindle-shaped morphology, and showed a significantly higher proliferation rate within an 8-day period. More importantly, G4 provided an optimal environment for the induction of a SMC contractile phenotype, as evidenced by significant changes in the expression of marker proteins and morphological parameters.
CONCLUSION: Adjusting the composition of GelMA/alginate hydrogels is an effective means of controlling the SMC phenotype. These hydrogels support bioprinting of 3D models to study phenotypic smooth muscle adaptation, with the prospect of using the constructs in the study of therapies for the treatment of urethral strictures.
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