|
|
|
|
|
|
|
|
静电纺丝结合3D打印构建活体血管化人脸的可行性
|
|
|
|
发布日期：2016-01-20
|
|
|
背景：探索结合静电纺丝、3D生物打印、干细胞和可吸收生物凝胶技术构建活体血管化人脸的可行性。
方法：体外培养至第4代的人骨髓间充质干细胞悬液与海藻酸钠-增韧纤维蛋白水凝胶混合制备成细胞-水溶胶混合物，细胞密度为2×107/ml。在mimics软件中导入患者头颅MRI数据，设计生成患者人脸模型，应用改造后的生物打印机根据预先设计的参数进行生物打印，材料层与层之间电喷氯化钙增韧，并用离心纺丝技术喷入黑色蔗糖纤维，构建组织工程人脸三维复合体，2-5天后于生物反应器中第3代人GFP标记的血管内皮细胞悬液中震荡培养人脸复合体。进行大体观察和倒置相差显微镜观察人脸复合体质地变化和血管形成情况，live/dead染色试剂盒对结构体进行染色、激光共聚焦显微镜观察分析结构体中hMSCs的活性，第八因子检测内皮细胞血管化情况。
结果：通过生物打印技术可按照预先设计的参数初步打印出含有hMSCs的水凝胶人脸结构体，水凝胶共混物具有较佳的可塑性和韧性，可逐层堆积到1-2cm的高度，但在耳朵部分仍需要支撑以避免外部坍塌，且支撑部位只限于外耳廓部分，人耳内部和鼻腔尚不能实现精确支撑而致外形无法完全复制患者脸型；大体观可见黑色蔗糖纤维呈血管网样分布于人脸内部。随时间延长人脸逐渐呈现韧性和弹性。倒置相差显微镜下可见人脸结构体内微丝的直径约300um，微丝间的孔隙相互通连，hMSCs在结构体中呈球形均匀分布；live/dead染色和荧光显微镜显示内皮细胞延部分蔗糖纤维溶解后的孔道生长。激光共聚焦显微镜观察证实结构体中大部分细胞存活。
结论：静电纺丝组织工程化人脸复合物，初步实现了活体组织器官的生物打印，为生物打印技术在再生医学领域的应用进行了初步的前沿探索，但在器官的打印精度和可吸收凝胶成型方面仍需进行优化。结合3D生物打印技术技术可初步构建出了含hMSCs的血管化。
|
|
|
|
|
|
|
