基于同轴细胞打印双网络生物墨水优化及类血管支架的打印
张一帆1
张佳颖1
徐铭恩2
王玲2
张翮3
1.杭州电子科技大学自动化学院,浙江省杭州市3100182.杭州电子科技大学自动化学院,浙江省杭州市310018;浙江省医学信息与生物三维打印重点实验室,浙江省杭州市3100183.浙江省医学信息与生物三维打印重点实验室,浙江省杭州市310018
摘要：背景:细胞体外培养情况下无法在远离营养物质200 μm以上的区域存活,血管网络构建对组织工程领域厚组织和器官再生至关重要,同轴细胞打印为体外构建类血管通道提供了一种新的方式.目的:优化生物墨水的同轴细胞打印性能,制备具有类血管结构的组织工程支架.方法:通过间歇式巴氏灭菌制备无菌海藻酸钠溶液,冷冻保存;以脱胶蚕丝为原料制备无菌丝素蛋白冻干粉,密封保存;将丝素蛋白冻干粉加入解冻的海藻酸钠溶液中,再加入人脐静脉内皮细胞,作为生物墨水;将生物3D打印机的外轴连接生物墨水,内轴连接交联剂,同轴打印类血管支架材料,进行光学相干层析成像扫描、扫描电镜观察;拉伸测试海藻酸钠与丝素蛋白/海藻酸钠同轴打印环形试件(不含细胞)的弹性模量.采用冷冻保存7d的海藻酸钠溶液与人脐静脉内皮细胞制作同轴打印支架,冷冻保存7d的海藻酸钠溶液、人脐静脉内皮细胞与密封保存6个月的丝素蛋白冻干粉制作同轴打印支架,培养24 h后死活染色观察细胞存活率.设计打印串联与并联结构的类血管支架,培养1,3,7,10,14d后检测细胞增殖情况.结果 与结论:①光学相干层析成像扫描显示,该混合生物墨水最高打印高度为9层,整体厚度约为4.4 mm;扫描电镜显示,类血管支架的中空纤维丝外壁呈无规则条状卷曲,存在微米级内部连通孔隙结构,中空纤维丝内壁具有更致密的孔隙结构;②丝素蛋白/海藻酸钠同轴打印环形试件的弹性模量大于单纯海藻酸钠同轴打印环形试件(P＜0.05);③采用保存7d海藻酸钠溶液制作的支架细胞存活率为(86.7±3.4)％,加入丝素蛋白冻干粉支架的细胞存活率为(98.1±1.2)％,说明冷冻保存7d的海藻酸钠溶液未染菌,丝素蛋白的保质期可达6个月;④并联结构类血管支架培养7,10,14d的细胞增殖活性高于串联结构的类血管支架(P＜0.05);⑤结果表明,实验制备的类血管支架材料具有良好的生物相容性与机械性能.
关键词：双网络生物墨水同轴打印类血管结构生物3D打印组织工程支架通道网络串并联细胞活性
分类号：R459.9(治疗学)R318.08(医用一般科学)R314(医用一般科学)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC1103400)国家自然科学基金(61675059)
论文发表日期：2020-08-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 3553-3558 )
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