Die dynamischen mechanischen Veränderungen der extrazellulären Matrix spielen eine Schlüsselrolle bei der Regulation der Makrophagenpolarisation und der Immunantwort. Traditionelle Peptid-Hydrogele weisen jedoch meist relativ feste mechanische Eigenschaften auf und können in der Regel nur zwischen zwei Modulatzzuständen „weich-hart“ wechseln, wodurch die Simulation der mehrstufigen mechanischen Veränderungen der extrazellulären Matrix erschwert wird. Daher haben wir ein Peptid-Hydrogel-System mit einem modulierbaren Modul entwickelt, das auf mehrere Wellenlängen lichtsensitiv reagiert. In der amphiphilen Peptidstruktur mit abwechselnden hydrophilen und hydrophoben Abschnitten wurden Azobenzol und das biokompatible Kumarin als orthogonale lichtempfindliche Gruppen eingeführt. Durch die lichtbedingte Änderung der Amphiphilie kann die zweite Struktur des Hydrogels und der mechanische Modul bei drei spezifischen Längenwellen reversible mehrstufig reguliert werden. Rheologische Tests charakterisierten die Moduländerung; das Hydrogel zeigte unter 450-, 365- und 405-nm-Lichtanregung reversible Übergänge zwischen drei Modulatzzuständen „hart-weich-hart“ und wies eine gute zyklische Stabilität auf. Im dreidimensionalen Kultivierungszustand beeinflussen unterschiedliche Module die Richtung der Makrophagenpolarisation deutlich: höhere Module begünstigen die Induktion der proinflammatorischen M1-Polarisation, während niedrigere Module die Expression des antiinflammatorischen/reparativen M2-Phänotyps fördern. Diese Studie bietet eine neue Designstrategie zur Entwicklung innovativer Materialien für die Gewebezüchtung und regenerative Medizin.

Peptid-Hydrogel; mehrwellenlängenempfindlich; Modulationssteuerung; Makrophagenpolarisation