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基于同轴3D打印技术构建类血管结构
1
作者 付理想 彭玮 +1 位作者 张雨婷 张敏 《中文科技期刊数据库（引文版）医药卫生》 2023年第9期1-5,共5页
如今心血管疾病的发病率逐年增加,临床置换手术所使用的血管移植物有诸多局限性。此外,在组织工程中厚组织的血管化、构建血管病理模型和血管药物筛选模型等方面,需要大量仿生类血管结构,而传统构建方法存在耗时长、制备复杂等缺点。在... 如今心血管疾病的发病率逐年增加,临床置换手术所使用的血管移植物有诸多局限性。此外,在组织工程中厚组织的血管化、构建血管病理模型和血管药物筛选模型等方面,需要大量仿生类血管结构,而传统构建方法存在耗时长、制备复杂等缺点。在此背景下,血管组织工程(VTE)应运而生,目前已经开发出了一些构建类血管结构的方法,其中同轴生物3D打印技术利用两个或者两个以上喷嘴同心排列,使其在打印管腔结构上具有很强的优势,被广泛用于制备血管构造物。本文综述了同轴3D打印技术构建血管组织物的一些进展,最后总结了同轴3D生物打印的局限性和未来发展方向。 展开更多
关键词 同轴3D生物打印 血管组织工程 类血管结构
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利用同轴3D打印技术构建促内皮细胞生长类血管组织工程支架 被引量：5
2
作者 张一帆 徐铭恩 +1 位作者 王玲 张翮 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期206-214,共9页
体外构建血管网络对组织工程领域厚组织与器官再生至关重要。利用同轴3D打印技术,以海藻酸钠/丝素蛋白为生物墨水,可快速制备含人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的类血管组织工程支架。首先通过材料压缩模量和可打印性测试,优化适用于同轴系统... 体外构建血管网络对组织工程领域厚组织与器官再生至关重要。利用同轴3D打印技术,以海藻酸钠/丝素蛋白为生物墨水,可快速制备含人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的类血管组织工程支架。首先通过材料压缩模量和可打印性测试,优化适用于同轴系统的材料浓度;然后通过光学相干层析成像技术,研究打印参数对中空纤维丝形状的影响,优化同轴打印参数;结合模拟灌流实验,对支架内部类血管结构进行表征;最后通过细胞活、死染色和Alamar Blue法,检测支架中HUVECs生长情况。结果表明,经优化的生物墨水及打印参数能顺利制备具有内部联通性完整的类血管组织工程支架;HUVECs在体外培养时存在团聚生长现象,类血管通道的存在有利于维持组织整体活性,一周存活率在97%以上,且相比对照组能够维持较高的增殖速率。研究证明,利用同轴3D打印技术能成功构建促内皮细胞生长的类血管组织工程支架,可为厚组织及器官再生提供新的可能。 展开更多
关键词 同轴3D打印 类血管结构 组织工程支架 内皮细胞
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基于同轴细胞打印双网络生物墨水优化及类血管支架的打印 被引量：6
3
作者 张一帆 张佳颖 +2 位作者 徐铭恩 王玲 张翮 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第22期3553-3558,共6页
背景:细胞体外培养情况下无法在远离营养物质200μm以上的区域存活,血管网络构建对组织工程领域厚组织和器官再生至关重要,同轴细胞打印为体外构建类血管通道提供了一种新的方式。目的:优化生物墨水的同轴细胞打印性能,制备具有类血管... 背景:细胞体外培养情况下无法在远离营养物质200μm以上的区域存活,血管网络构建对组织工程领域厚组织和器官再生至关重要,同轴细胞打印为体外构建类血管通道提供了一种新的方式。目的:优化生物墨水的同轴细胞打印性能,制备具有类血管结构的组织工程支架。方法:通过间歇式巴氏灭菌制备无菌海藻酸钠溶液,冷冻保存;以脱胶蚕丝为原料制备无菌丝素蛋白冻干粉,密封保存;将丝素蛋白冻干粉加入解冻的海藻酸钠溶液中,再加入人脐静脉内皮细胞,作为生物墨水;将生物3D打印机的外轴连接生物墨水,内轴连接交联剂,同轴打印类血管支架材料,进行光学相干层析成像扫描、扫描电镜观察;拉伸测试海藻酸钠与丝素蛋白/海藻酸钠同轴打印环形试件(不含细胞)的弹性模量。采用冷冻保存7 d的海藻酸钠溶液与人脐静脉内皮细胞制作同轴打印支架,冷冻保存7 d的海藻酸钠溶液、人脐静脉内皮细胞与密封保存6个月的丝素蛋白冻干粉制作同轴打印支架,培养24 h后死活染色观察细胞存活率。设计打印串联与并联结构的类血管支架,培养1,3,7,10,14 d后检测细胞增殖情况。结果与结论:①光学相干层析成像扫描显示,该混合生物墨水最高打印高度为9层,整体厚度约为4.4mm;扫描电镜显示,类血管支架的中空纤维丝外壁呈无规则条状卷曲,存在微米级内部连通孔隙结构,中空纤维丝内壁具有更致密的孔隙结构;②丝素蛋白/海藻酸钠同轴打印环形试件的弹性模量大于单纯海藻酸钠同轴打印环形试件(P<0.05);③采用保存7 d海藻酸钠溶液制作的支架细胞存活率为(86.7±3.4)%,加入丝素蛋白冻干粉支架的细胞存活率为(98.1±1.2)%,说明冷冻保存7 d的海藻酸钠溶液未染菌,丝素蛋白的保质期可达6个月;④并联结构类血管支架培养7,10,14 d的细胞增殖活性高于串联结构的类血管支架(P<0.05);⑤结果表明,实验制备的类血管支架材料具有良好的生物相容性与机械性能。 展开更多
关键词 双网络生物墨水 同轴打印 类血管结构 生物3D打印 组织工程支架 通道网络 串并联 细胞活性
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关于三维共培养体系中血管化的研究 被引量：2
4
作者 杨逸禧 杨波 +9 位作者 娄爱菊 张铮 林启旺 何可人 蔡梓红 尹飚 黎双庆 杨富国 郭元 王簕 《中华实验外科杂志》 CSCD 北大核心 2017年第11期1880-1884,共5页
目的探讨人脐静脉内皮细胞（hUVECs）与人骨髓间充质干细胞（BMSCs）在三维共培养体系中成类血管网状结构的可行性。方法分别用绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白转染第4代hUVECs和第4代人骨髓间充质干细胞，将标记后的细胞植入Ⅰ型鼠尾胶原... 目的探讨人脐静脉内皮细胞（hUVECs）与人骨髓间充质干细胞（BMSCs）在三维共培养体系中成类血管网状结构的可行性。方法分别用绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白转染第4代hUVECs和第4代人骨髓间充质干细胞，将标记后的细胞植入Ⅰ型鼠尾胶原于培养皿内共培养。添加含有体积分数为5%胎牛血清的内皮细胞培养基（ECM）1 ml。共培养2、4、7 d及单纯细胞培养7 d后用激光扫描共聚焦显微镜观察两种细胞相互成网的状态及其两者生长情况。通过MetaXpress软件系统中血管生成分析模块（Angiogenesis）计算出生成的类血管网状结构的长度值，并利用DNA萃取法分析细胞的活力与增殖水平，反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测与Western blot分析血管内皮生长因子（VEGF） mRNA水平及VEGF蛋白水平。结果共培养2 d后BMSCs明显开始拉伸，呈长梭状，细胞之间无聚集趋势；hUVECs拉伸情况不明显，仅有少数细胞有轻微拉伸。4 d后BMSCs持续拉伸状态并有明显聚集趋势，hUVECs拉伸情况明显并有开始有聚集趋势，但两种细胞之间联系不明显，可见类血管状结构形成。7 d后两种细胞均拉伸、聚集，两者相互交错并有管状结构形成。DNA含量测定显示细胞数量在7 d内有明显增殖，增殖幅度与单纯培养的凝胶支架差异无统计学意义。共培养后2、4、7 d对共培养的材料支架进行RT-PCR检测与Western blot分析，结果显示，相对于2 d，4 d与7 d VEGF mRNA相对表达量分别增长（2.1±0.1）倍及（5.2±0.2）倍；7 d后单纯hUVECs及共培养的VEGF mRNA相对表达量分别为单纯BMSCs培养的（2.4±0.1）倍及（8.8±0.2）倍。结论被荧光蛋白标记后的hUVECs和BMSCs在Ⅰ型鼠尾胶原内可保持其荧光并存活，两者在此共培养体系中可进行三维生长与自由拉伸。7 d后可见其明显的相互作用并形成类血管网状结构。可见使用此共培养体系是有效可行的，并且肯定了hUVECs与BMSCs在形成类血管网状结构中的重要作用。 展开更多
关键词 人脐静脉内皮细胞 人骨髓间充质干细胞 Ⅰ型鼠尾胶原 类血管网状结构
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