Page 166 - 《精细化工》2023年第6期

·1316· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

的复合水凝胶生物降解率均高于 OSA/PAM-GT 复 图 8 为 MG63 细胞接种到 OSA/PAM、OSA/
合水凝胶。这可能是由于 CNCs 的加入促进了复合 PAM-GT 和 OSA/1.0% CNCs/PAM-GT 复合水凝胶上
水凝胶的降解。而且随着 CNCs 含量的增加， 的生长形态图。
OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶降解率逐渐升高。
该结果表明，CNCs 的加入使得复合水凝胶的亲水
性增加，随着时间的延长，复合水凝胶表面部分
CNCs 发生脱落，使其生物降解率逐步提高。这是由
于采用硫酸水解微晶纤维素和过氧化氢氧化处理制得
的 CNCs 具有较好的胶体性能 [20] ，其在复合水凝胶中
发挥了一定的阻隔作用，削弱了 OSA 与 PAM 以及
OSA 与 PAM 分子间的氢键作用，促进了酶促降解
反应，造成 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶生物降
解率 升高 [15] 。 而 且 通 过后续 实验 发现， OSA/
CNCs/PAM-GT 复合水凝胶完全水解大概需要 3 个
月。因此，可以通过调控 CNCs 的含量来调控复合
水凝胶的溶胀率和生物降解率。 图 8 MG63 细胞接种到 OSA/PAM（a）、OSA/PAM-GT
（b）和 OSA/1.0% CNCs/PAM-GT（c）上生长 2 d
2.3 复合水凝胶的体外细胞相容性分析
后的 SEM 图
为了验证 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的细
Fig. 8 SEM images of MG63 cells cultured on OSA/PAM
胞相容性，并评价 CNCs 对细胞黏附、增殖和分化 (a), OSA/PAM-GT (b) and OSA/1.0% CNCs/PAM-
的影响，将 MG63 人成骨肉瘤细胞接种到复合水凝 GT (c) for 2 d

胶上进行培养。图 7 显示了 MG63 细胞在复合水凝
由图 7 可知，MG63 细胞多呈带丝的球状形态，
胶上的黏附情况。 易于结团黏附在复合水凝胶材料表面或内孔，说明

OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶材料良好的孔隙结
构能够为细胞增殖提供 3D 生长空间。这主要得益
于 OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶可以完全模拟天
然细胞外基质。从图 8 可以看出，相比于 OSA/PAM，
OSA/PAM-GT 和 OSA/1.0% CNCs/PAM-GT 的表面
黏附了更多的细胞，这进一步说明复合水凝胶材料
表面的明胶含有能够促进细胞黏附的 AGA 序列，促
进了细胞在材料上的黏附和增殖 [28-29] 。
图 9A 展示了 MG63 细胞在 OSA/PAM-GT 和
OSA/CNCs/PAM-GT 复合水凝胶上的增殖情况。由图
9A 可知，无论是 OSA/PAM-GT 还是 OSA/CNCs/PAM-
GT 复合水凝胶，细胞培养 2 d 后所测得的 OD 均低
于空白对照组。然而，在培养第 7 d 时，两者的细
胞增殖活力都有大幅度的提高。特别是 CNCs 含量
为 0.5%的 OSA/0.5% CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的
OD 高于空白对照组且细胞的增殖效果最为显著，

图 7 OSA/1.0% CNCs/PAM-GT 复合水凝胶的实物图（a、 说明掺杂 CNCs 在一定程度上有效促进了细胞在复
b）；MG63 细胞接种到 OSA/PAM-GT（c）、OSA/0.5% 合水凝胶上的增殖。这是因为，CNCs 的表面带负
CNCs/PAM-GT（d）、OSA/1.0% CNCs/PAM-GT（e）、 电荷，提供了更多的结合位点促进其与蛋白质结合，
OSA/1.5% CNCs/PAM-GT（f）和 OSA/2.0% CNCs/ 从而提高了材料的生物活性 [26,30] 。然而，过量的
PAM-GT（g）复合水凝胶上生长 2 d 后的 SEM 图 CNCs 会导致复合水凝胶材料的孔隙率降低，细胞
Fig. 7 Photographs of OSA/CNCs/PAM-GT composite [24]
hydrogels (a, b); SEM images of MG63 cells 的生长空间受限，细胞的增殖率下降 。因此，只
cultured on OSA/PAM-GT (c), OSA/0.5% CNCs/ 有适量的 CNCs 才能够有效地促进细胞的生长。图
PAM-GT (d), OSA/1.0% CNCs/PAM-GT (e), 9B 为 MG63 细胞在 OSA/PAM-GT 和 OSA/CNCs/
OSA/1.5% CNCs/PAM-GT (f) and OSA/2.0% CNCs/
PAM-GT (g) composite hydrogels for 2 d PAM-GT 复合水凝胶上的分化情况。由图 9B 可知，