双喷头协同三维打印人脂肪间充质干细胞复合成骨支架的研究

作者：李博; 李箐; 郭亚娟; 潘硕; 吕培军; 王勇^*

来源：中华老年口腔医学杂志, 2022, 20(01): 11-16.

DOI：10.19749/j.cn.cjgd.1672-2973.2022.01.003

• 三维生物打印
• 水凝胶
• 聚己内酯
• 纳米羟基磷灰石

目的：初步研究聚己内酯(Polycaprolactone, PCL)与包裹有人脂肪间充质干细胞(Human AdiposeDerived Mesench ymal Stem Cells, h ASCs)的水凝胶双喷头协同三维生物打印支架的力学性能，以及在纳米羟基磷灰石(Nano Hydroxyapatite, nHA)的参与下对细胞增殖和成骨分化的影响。方法：利用计算机设计支架模型，以细胞-海藻酸钠-明胶/PCL(AGP组)进行双喷头三维生物打印，细胞-海藻酸钠-明胶(AG组)单喷头打印，并在两组支架中分别添加nHA，探索双喷头打印的参数，在体外测试两组支架的力学性能。对两组支架进行CCK-8检测、CAM/PI染色和RT-PCR检测，分析双喷头打印支架中细胞的增殖和成骨分化能力。结果：调试打印机压力、速度、温度等参数后，可打印结构稳定的三维支架；力学性能实验中，AGP组弹性模量大于AG组(P<0.05);CCK-8和CAM/PI染色结果显示AG组和AGP组打印体内h ASCs在7d时具有良好的增殖能力和细胞存活率。PCR结果显示，打印完成后14天，水凝胶中添加了纳米羟基磷灰石的AG组和AGP组成骨相关基因RUNX2、骨钙素(osteocalcin,OCN)和osterix(OSX)表达显著高于不添加纳米羟基磷灰石的AG组。结论：在适宜的打印参数下可打印出力学强度良好的双喷头三维支架，熔融PCL与水凝胶共同打印不会影响h ASCs的增殖与存活率，纳米羟基磷灰石加入水凝胶中可提高h ASCs的体外成骨分化能力。

• 单位
  北京大学口腔医院