Growth of Bone Marrow Stromal Cells on RGD-Grafted Thermoreversible (NiPAM) Polymers

Thermoreversible polymers based on N‐isopropylacrylamide (NiPAM) are being explored for tissue engineering applications. The polymers exhibit a solubility change as a function of temperature, which could be utilized for convenient delivery of proteins and cells. Being synthetic, however, the polymer does not allow direct cell attachment. To overcome this limitation, Arginine‐Glycine‐Aspartic Acid (RGD)‐containing peptides were grafted to the polymers in this study. Attachment of rat bone marrow stromal cells (BMSC) on NiPAM‐based polymers was increased by RGD‐grafting, but long‐term cell growth was not as robust as the BMSC grown on tissue culture polystyrene. However, the expression of specific alkaline phosphate activity (ALP/cell; an osteogenic marker) was elevated for cells grown on polymer films and RGD‐grafting was not beneficial in this regard. Whereas basic Fibroblast Growth Factor suppressed the ALP/cell activity, Bone Morphogenetic Protein‐2 stimulated ALP/cells activity for cells grown on polymer films. These results were in line with our previous studies on the osteogenic response of a cell line (C2C12) and stressed the need to improve cell proliferation on NiPAM surfaces, while preserving the beneficial effect of the polymer on osteogenic markers. Das Wachstum von Knochenmarks‐Stromazellen auf RGD‐funktionalisierten thermoreversiblen (NiPAM) Polymeren Thermoreversible Polymere auf der Basis von N‐Isopropylacrylamid (NiPAM) werden für das Tissue Engineering eingesetzt. Diese Polymere zeigen eine temperaturabhängige Variation der Löslichkeit, die für die gezielte Freisetzung von Proteinen und Zellen ausgenutzt werden kann. Da dieses Polymer synthetischer Natur ist, erlaubt es keine direkte Zellbesiedlung. Aus diesem Grund wurden Arginin‐Glycin‐Asparaginsäure‐enthaltende Peptide (RGD) auf das Polymer aufgepfropft. Die Anhaftung von Stromazellen aus dem Knochenmark der Ratte (BMSC) auf NiPAM‐basierten Polymeren wurde durch das Aufpfropfen von RGD‐Einheiten erhöht; allerdings war das Zellwachstum über längere Zeit nicht so robust wie auf Zellkultur‐Polystyrol. Die Expression der spezifischen Alkalische Phosphatase‐Aktivität (ALP/Zelle; ein osteogener Marker) war für Zellen auf Polymerfilmen erhöht, und das Aufpfropfen von RGD war in diesem Zusammenhang nicht hilfreich. Während der basic Fibroblast Growth Factor die ALP/Zelle‐Aktivität unterdrückte, stimulierte Bone Morphogenetic Protein‐2 die ALP/Zelle‐Aktivität für Zellen, die auf Polymerfilmen ku