负载成纤维细胞3D打印甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架的体外促血管化

孙慧; 王立军; 崔艾鑫; 李平平; 刘致一

doi:10.12307/2024.536

摘要：背景:将种子细胞与3D生物打印技术相结合可特异性地构建各种组织和器官以满足组织修复的需求,但对于损伤组织促血管化的有关研究仍有待深入. 目的:通过培养负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架获得上清液并与完全培养基按不同比例混合,以模拟组织修复过程中的细胞微环境,探究多种细胞微环境对内皮细胞促血管化的作用. 方法:采用挤压式3D生物打印工艺制备负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架,制备水凝胶支架浸提液;将水凝胶支架浸提液与完全培养基按照1∶1、1∶2、1∶4的体积比混合获得条件培养基.将小鼠胚胎成纤维细胞BALB3T3、人脐静脉内皮细胞分别与完全培养基(对照组)、水凝胶支架浸提液共培养,采用CCK-8法检测细胞增殖,活/死细胞染色分析细胞活性.采用3种条件培养基与完全培养基(对照组)分别与人脐静脉内皮细胞共培养,进行成管实验、血管基因检测与CD31免疫荧光染色. 结果与结论:①扫描电镜下可见水凝胶支架呈多孔性结构,流变学结果显示该水凝胶具有良好的机械性能,CCK-8检测与活/死细胞染色显示该水凝胶支架浸提液无明显的细胞毒性.②成管实验显示,1∶1条件培养基组细胞成管总长度小于对照组(P＜0.05),4组细胞成管分支数比较差异无显著性意义(P＞0.05).③qRT-PCR检测显示,对于血管内皮生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶2条件培养基组低于1∶1条件培养基组(P＜0.01);培养第3天,1∶2条件培养基组高于对照组(P＜0.01);培养第5天,1∶2条件培养基组高于其他3组(P＜0.01或P＜0.000 1),1∶1条件培养基组低于其他3组(P＜0.05或P＜0.01).对于碱性成纤维细胞生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶1条件培养基组高于对照组、1∶4条件培养基组(P＜0.01,P＜0.05),1∶2条件培养基组高于对照组(P＜0.05);培养第3天,1∶4条件培养基组高于对照组(P＜0.05).④培养第3天,1∶2条件培养基组CD31表达高于对照组、1∶4条件培养基组(P＜0.05).⑤结果表明该条件培养基可模拟组织损伤后血管再生微环境,进而促进内皮细胞的血管化进程,并且1∶2条件培养基促血管化效果最好.