3D打印脱细胞真皮基质皮肤复合支架及其与血管内皮细胞的体外生物相容性研究

作者：张晨晨; 沈谦; 李恭驰; 邝莉雯; 杜烨; 王知; 王晓蓉; 潘银根; 李炳辉^*

来源：中华实验外科杂志, 2022, 39(12).

• 3D生物打印
• 脱细胞真皮基质
• 皮肤支架
• 血管内皮细胞

目的利用3D生物打印技术将脱细胞真皮基质(ADM)及甲基丙烯酸酯化明胶(GelMA)混合制备成不同规格的皮肤复合支架, 评价其生物相容性及对人脐静脉血管内皮细胞(HUVECs)生物学行为的影响。方法将0%、0.75%、1.50%的ADM与GelMA混合配置成光敏性生物墨水, 利用3D生物打印技术分别制备A组:单纯GelMA支架、B组:0.75%ADM/GelMA支架及C组:1.5%ADM/GelMA支架, 扫描电镜观察其形态结构。通过CCK-8实验方法于第1、2、3天检测细胞增殖;将HUVECs与其共培养, 通过Live/Dead染色观察皮肤支架表面细胞生长状态;使用Transwell小室实验检测皮肤支架对HUVECs迁移的影响;两组间比较采用非配对t检验, 多组间比较采用单因素方差分析。结果扫描电镜结果显示, 各组皮肤复合支架均为十字交叉网格结构立体结构, 且孔隙均匀, C组比A和B两组微观孔隙更加密集, 孔隙之间的连通性更好。细胞计数试剂盒(CCK-8)实验结果显示, 与阴性对照组(0 d:0.18±0.03;1 d:0.39±0.02;2 d:0.8±0.03;3 d:1.21±0.06)比较, 在不同时间A组(0 d:0.19±0.04;1 d:0.39±0.03;2 d:0.75±0.03;3 d:1.19±0.06)细胞活力均无明显变化(F=1.37,P>0.05), 而B组(0 d:0.21±0.05;1 d:0.6±0.04;2 d:1.15±0.04;3 d:1.72±0.05)和C组(0 d:0.22±0.06;1 d:0.59±0.03;2 d:1.18±0.05;3 d:1.87±0.02)细胞活力显著提高(F=22.85、26.76, P<0.05)。与A组比较, B组和C组在各时间点细胞活力显著提高(F=24.22、28.13, P<0.05)。Live/Dead实验染色结果显示, 细胞在各组皮肤支架表面均能较好地黏附与生长, 与A组(2.47±0.15)荧光强度比较, B组(4.63±0.35)和C组(11.98±0.31)荧光强度显著增高(t=10.00、48.26, P<0.05), 并且C组荧光强度明显高于B组(t=27.45, P<0.05)。Transwell小室实验结果显示, 与A组(38.67±6.56)比较, B组(134±17.59)和C组(251.33±20.13)的血管内皮细胞迁移数显著增多(t=8.375、17.37, P<0.05)。结论 1.5%ADM/GelMA的皮肤支架具有较好的生物相容性和促进血管内皮细胞迁移的效应, 有望为创面修复提供一种可降解的3D生物打印皮肤支架。

• 单位
  启东市人民医院; 华中科技大学同济医学院附属梨园医院; 中南财经政法大学; 华中科技大学同济医学院附属协和医院