THE BIOCOMPATIBILITY OF L929 FIBROBLAST AND HYALURONIC ACID BASED HYDROGEL POLYMERIZED BY BLUE LIGHT

Abstract

Hyaluronic acid is generally found in most extracellular matrices and has good biocompatibility with human cells. Thus, hyaluronic acid-based hydrogels are one of the most commonly used in the field of tissue engineering. In this study, methacrylated hyaluronic acid-based hydrogel cross-linked by LAP and initiated with blue light was tested for biocompatibility with L929 fibroblast. The tests consisted of indirect cytotoxicity assay, proliferation in 2D and 3D assay, and studied the cell morphology. The results showed that a hyaluronic acid-based hydrogel polymerized by blue light has good biocompatibility to the L929 fibroblast. The cells were viable when the culture in hydrogel extracts and can proliferate in 2D and 3D culture assays. The proliferation rate were limited in the first three to five days and would increase days later. The cell morphology under scanning electron microscopy revealed normal cell surface morphology, the shape of the cells were round in general, some extended the cell process to a spindle shape, and the cells that underwent the process of mitosis process were detected and demonstrated cell proliferation. The knowledge from this study provides a proper foundation in understanding the responses of cells to a hyaluronic acid-based hydrogel that is crucial to developing an excellent scaffold for clinical use in the future.

กรดไฮยาลูโรนิกเป็นสารที่สามารถพบได้ทั่วไปในแมทริกซ์ระหว่างเซลล์มีความเข้ากันได้ ทางชีวภาพที่ดีกับเซลล์ร่างกายมนุษย์ ไฮโดรเจลจากกรดไฮยาลูโรนิกจึงเป็นหนึ่งในวัสดุโครงร่างทางชีวภาพ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อ การศึกษาครั้งนี้ได้นำเอาไฮโดรเจลจากกรดไฮยาลูโรนิกที่ปรับปรุงโครงสร้างด้วยเมทาคริเลตแอนไฮไดรด์แล้วครอสลิงค์เป็นโครงร่างสามมิติด้วยแอลเอพีที่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาโดยแสงสีฟ้ามาศึกษาความเข้ากันได้ทางชีวภาพกับไฟโบรบลาสต์แอล 929 ผ่านการศึกษา ความเป็นพิษต่อเซลล์โดยอ้อม การศึกษาการเจริญเติบโตของเซลล์เมื่อเลี้ยงร่วมกับไฮโดรเจลในลักษณะสองมิติและสามมิติ และการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเซลล์ พบว่าไฮโดรเจลจากกรดไฮยาลูโรนิกที่มี การพอลิเมอไรเซชันโดยแสงสีฟ้ามีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีกับไฟโบรบลาสต์แอล 929 โดยเซลล์สามารถ มีชีวิตอยู่ได้ในอาหารเลี้ยงเซลล์ที่สัมผัสกับไฮโดรเจลและยังคงเจริญเติบโตได้เมื่อนำมาเลี้ยงร่วมกับไฮโดรเจล ทั้งในลักษณะสองมิติและสามมิติ แม้จะเจริญเติบช้ากว่ากลุ่มควบคุมในช่วง 3-5 วันแรก แต่ก็สามารถ เจริญเติบโตได้มากขึ้นในเวลาต่อมา และพบว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเซลล์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมีลักษณะของพื้นผิวเซลล์ที่ปกติ เซลล์ส่วนใหญ่มีรูปร่างกลม บางส่วนพบการยื่น แขนงของเซลล์คล้ายรูปทรงกระสวยและพบเซลล์ที่เข้าสู่ขั้นตอนการแบ่งเซลล์อันแสดงให้เห็นถึงการเจริญเติบโต ของเซลล์ ความรู้ที่ได้จากการศึกษาในครั้งนี้ถือเป็นรากฐานสำคัญในการทำความเข้าใจการตอบสนองของเซลล์ต่อไฮโดรเจลจากกรดไฮยาลูโรนิกที่มีการพอลิเมอไรเซชันโดยแสงสีฟ้า ซึ่งคาดว่าจะพัฒนาไปเป็นโครงร่าง ทางชีวภาพที่ดีสำหรับใช้ในการขนส่งเซลล์ ตัวยาหรือปัจจัยทางเคมีสำหรับงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อในทางคลินิกต่อไปในอนาคตอันใกล้