用于構(gòu)建多細胞球薄片組織的定制化靜電打印組織工程支架

供稿人:邱鎮(zhèn)南，賀健康

熔融靜電打印是一種廣泛運用于生物醫(yī)療組織工程支架領(lǐng)域的增材制造技術(shù)。在這項研究中，熔融靜電打印技術(shù)被運用于制造種植細胞球的薄片狀組織工程支架。該組織工程支架具有箱狀結(jié)構(gòu)單元（如圖1 A、B）能捕捉細胞微球。研究者將人體脂肪基質(zhì)細胞構(gòu)成的細胞微球（如圖1 D）種入組織工程支架中，發(fā)現(xiàn)其在兩周的培養(yǎng)時間內(nèi)保持有高細胞活性，并被成功誘導(dǎo)分化成了脂肪細胞。

圖1 (A、B)具有箱狀結(jié)構(gòu)的組織工程支架SEM圖像，白色箭頭所指為防止細胞球掉落的細絲; (C)細胞微球制作和種植過程示意圖; (D)細胞微球; (E)細胞微球直徑與細胞含量

圖2 (A)微球種入支架后的圖片；(B)微球種入支架后培養(yǎng)14天的圖片；(C、D)細胞微球貼附與支架上并與相鄰支架連接的SEM圖像；(D)細胞微球植入兩周后的死活染色結(jié)果；(E)細胞微球植入兩周后的誘導(dǎo)結(jié)果；(G、H)大面積的支架

研究者使用PCL打印制造薄片支架，其箱狀結(jié)構(gòu)尺寸為360umx360um，每個方向上有5條PCL絲線。與之相配合的使用了直徑為350um左右的脂肪基質(zhì)細胞微球。植入后培養(yǎng)的效果如圖2。由于細胞微球能夠充分的與培養(yǎng)液接觸（其尺寸小于營養(yǎng)物質(zhì)的500um擴散極限），所以細胞的活性很高。脂肪基質(zhì)細胞成功分化為脂肪細胞，并觀察到了脂肪微滴。

這種支架可以同時種植大量細胞并方便進行培養(yǎng)和觀察，在后續(xù)的使用中，也能方便的進行移植和組織器官模型構(gòu)建。，其有很大的潛力用于構(gòu)建薄片組織植入物、組裝更加復(fù)雜的組織器官。

參考文獻：
Mcmaster R , Hoefner C , Hrynevich A , et al. Tailored Melt Electrowritten Scaffolds for the Generation of Sheet-Like Tissue Constructs from Multicellular Spheroids[J]. Advanced Healthcare Materials, 2019.

供稿人:邱鎮(zhèn)南，賀健康 供稿單位：機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室