基于无支架挤出的3D生物打印的角膜结构,使用基于生物墨的脱细胞化角膜外细胞矩阵和人类胎盘衍生的半细胞干细胞
Hugo A Marin-Tapia1,2, Lorena Romero-Salazar3, Miguel Mayorga-Rojas1
1Rheology, Nanofluids and Microfluidics Laboratory, Faculty of Sciences, Autonomous University of the State of Mexico, Campus Universitario ''El Cerrillo, Piedras Blancas", Carretera Toluca-Ixtlahuaca km 15.5, C.P., Estado de México, Mexico.
Macromolecular bioscience
|September 11, 2025
概括
这项研究引入了一种新的无支架3D生物打印方法,用于使用脱细胞化角膜细胞外矩阵生物墨水进行角膜组织工程. 这种方法成功地用人类干细胞创建了功能性的角膜结构,为先进的角膜移植铺平了道路.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 再生医学是一种再生医学.
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 角膜组织工程需要先进的生物墨水来复制本地角膜结构和功能.
- 目前的方法通常依赖于支材料或模具,限制了构造的复杂性.
研究的目的:
- 开发和评估一种基于无支架挤出的3D生物打印 (E3DB) 方法,用于制造角膜结构.
- 使用脱细胞化角膜外细胞矩阵 (dCECM),藻酸盐 (SA) 和B型凝 (TBG) 制备和表征生物墨水.
- 评估制造的角膜结构的可打印性,结构完整性,光学特性和细胞活力.
主要方法:
- 对dCECM,SA和TBG生物油墨的配方和风湿学评估.
- 基于无脚架挤出的角膜结构的3D生物打印.
- 评估结构形状忠实性,光传导率和机械性能 (模量).
- 在生物墨水中封装和培养来自胎盘的人类介质干细胞 (hPMSCs).
- 评估细胞活力,形态和基因表达 (角质细胞特异性标记物).
主要成果:
- 生物墨水3G10 (3%SA,6/毫升dCECM,10%TBG) 显示出最佳的风湿性质和可打印性.
- 制造结构显示出高形状保真性,曲率保存性和光传导性,类似于本地角膜.
- 封装的hPMSCs保持了生存能力,表现出形态变化,并升调了皮细胞特异性基因标记物 (KERA,ALDH).
- 机械性能 (Young的模量) 在本地角膜的生理范围之内.
结论:
- 使用基于dCECM的生物墨水的无支架E3DB方法对于制造角膜结构是有效的.
- 优化的生物墨水配方支持hPMSC活力,并促进向状细胞类型表型的分化.
- 这种方法为开发解剖学准确和生物功能角膜移植提供了一个有前途的平台.
