利用同轴3D打印技术构建促内皮细胞生长类血管组织工程支架

发布时间：2021-06-27 10:57

　　体外构建血管网络对组织工程领域厚组织与器官再生至关重要。利用同轴3D打印技术,以海藻酸钠/丝素蛋白为生物墨水,可快速制备含人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的类血管组织工程支架。首先通过材料压缩模量和可打印性测试,优化适用于同轴系统的材料浓度;然后通过光学相干层析成像技术,研究打印参数对中空纤维丝形状的影响,优化同轴打印参数;结合模拟灌流实验,对支架内部类血管结构进行表征;最后通过细胞活、死染色和Alamar Blue法,检测支架中HUVECs生长情况。结果表明,经优化的生物墨水及打印参数能顺利制备具有内部联通性完整的类血管组织工程支架; HUVECs在体外培养时存在团聚生长现象,类血管通道的存在有利于维持组织整体活性,一周存活率在97%以上,且相比对照组能够维持较高的增殖速率。研究证明,利用同轴3D打印技术能成功构建促内皮细胞生长的类血管组织工程支架,可为厚组织及器官再生提供新的可能。 

【文章来源】：中国生物医学工程学报. 2020,39(02)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

同轴打印系统和双网络水凝胶示意。(a)同轴针头和微流体注射泵[21];(b)3D打印机;(c)中空纤维丝成胶原理[17]

通过OCT表征打印参数与中空纤维丝形状的关系，结果如图4(a)所示，不同内外轴流速比所得的中空纤维丝横截面形状显著不同;进一步对横截面OCT图像进行定量表征发现，外轴/内轴流速比越大，中空纤维丝的孔径越小、壁厚越大，而丝径变化无显著差异(见图4(b))。图4(c)表明在其他条件不变的情况下，针头按照预设路径移动速度(打印速度)越大，丝径、孔径、壁厚都会相应减小。综合以上结果，本研究最终使用表1所示稳定参数进行后续类血管组织工程支架的打印和表征。以此稳定参数打印的水凝胶中空纤维丝，孔径约为500μm，丝径约为680μm，壁厚约为90μm。图3 不同配比的生物墨水可打印性

图2 不同丝素蛋白浓度的材料压缩模量(*P<0.05,**P<0.01)图4 打印参数对中空纤维丝形状影响。(a)不同内外轴流速比的中空纤维丝横截面OCT图(图中数字为外轴/内轴流速比);(b)不同内外轴流速比的中空纤维丝尺寸;(c)不同打印速度的中空纤维丝尺寸(*P<0.05)

【参考文献】：
期刊论文
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[10]血管内皮细胞的功能以及损伤修复与动脉粥样硬化[J]. 邱雅慧.  中国组织工程研究与临床康复. 2007(10)

硕士论文
[1]基于同轴流技术的肝组织生物3D打印研究[D]. 杜显彬.杭州电子科技大学 2018



本文编号：3252717