PEG-胶原蛋白互穿网络有助于增强血管生成的自组装过程，并对细胞介导的组织重塑产生影响

血管化组织工程中，聚乙二醇-胶原IIPN水凝胶的力学特性与降解行为对微血管网络形成及细胞介导的再塑造具有显著影响。研究显示，高刚度和慢降解的IPN材料能有效促进血管网络组装，而低刚度和快降解材料则降低细胞介导的硬化效应。实验证实胶原纤维的完整三维网络结构是提升血管生成潜力的关键因素。

天然和合成水凝胶的生物物理特性（包括硬度和细胞介导的降解速率）通常会被调整，以便更好地理解如何在组织构建中形成血管网络。互穿网络（IPN）结合了天然水凝胶的生物活性和纤维结构以及合成水凝胶的可调性。我们开发了一种聚乙二醇（PEG）-I型胶原（PEG-collagen type I）互穿网络，以研究硬度、蛋白水解降解速率以及纤维状胶原网络对微血管网络形成和细胞介导的水凝胶重塑的相互作用。内皮细胞和成纤维细胞被封装在PEG-collagen互穿网络中，其中初始硬度和降解速率分别由基质金属蛋白酶敏感的肽交联剂的浓度和类型控制。我们发现，在硬且降解缓慢的PEG-collagen互穿网络水凝胶中，血管网络的组装程度更高；而在软且降解更快的水凝胶中，细胞介导的硬化作用减弱。细胞能够快速重塑互穿网络中的胶原。在仅含PEG或含有PEG-collagen互穿网络的情况下，我们都观察到细胞使水凝胶在实验过程中变得更加黏弹性。为了验证这些结果是由于胶原的生物活性还是纤维结构引起的，我们评估了未完全交联的胶原或以干纺纤维形式添加的胶原材料。与PEG-collagen互穿网络相比，这两种材料对血管生成的促进作用较弱，且未能减少细胞介导的硬化作用，这表明胶原的纤维网络对于提高血管生成潜力至关重要。综上所述，这些结果突显了基质硬度、可降解性和纤维结构在设计支持血管化的水凝胶时的重要作用。