3D打印支架可以作为脂肪组织工程种子细胞的良好载体

脂肪间充质干细胞（ADSCs）是一种存在于脂肪组织中、具有自我更新及多向分化潜能的干细胞。它衰老速度缓慢，免疫排斥反应小，遗传稳定性良好，易于成活、死亡率低，体外扩增稳定，研究表明，其体外传代至第20代时仍未出现染色体核型的改变，是组织工程研究中理想的种子细胞之一。且脂肪组织来源广、易获取，对供体创伤小，可重复取材，少量脂肪组织便可高效提取大量ADSCs，并且细胞数目多少与供体年龄无相关性。ADSCs的分离提取方法有组织块贴壁法、胶原酶消化法、吸附柱法、直接离心法，酶消化结合组织块贴壁法，虽然组织块贴壁法所需脂肪量小，操作简单省时，避免了酶的使用，但使得脂肪块完全贴壁较难，而大量实验研究表明，通过胶原酶消化法可稳定获取ADSCs,且提取的ADSCs在细胞形态、生长活性、增殖能力等方面具有明显优势，是ADSCs分离提取过程中通常采用的方法。本实验采用I型胶原酶消化法从人体脂肪组织中提取ADSCs，24小时后倒置相差显微镜下观察见细胞已紧贴皿底，呈圆形、卵圆形、三角形或短梭形，形态大小不一，培养基上层漂浮有脂滴、红细胞等，给予换液处理，去除脂滴及杂质细胞，以后隔2-3日换液一次，见细胞生长状态良好，7-9天便生长至80%融合，传代后4-5天进行第二次传代，直到培养至第3代。第3代ADSCs细胞活性良好，倍增时间快，生长曲线呈标准“S”形，本实验通过酶消化法获得了稳定的ADSCs。组织工程多孔支架的制备方法有传统的冷冻干燥、相分离、气体发泡、溶剂浇铸/粒子沥滤法、颗粒烧结、纤维粘结法、成型法及流行的3D打印、静电纺丝、乳剂模板法、自组装肽等。其中3D打印是通过计算机辅助设计软件将材料通过针式喷头挤入低温平台上，平台在X、Y、Z轴上顺序移动，材料逐层叠加，从而形成所需厚度及形状的支架材料。该技术相比其他技术机械简单，可有效地处理各种生物材料。确保了生物材料的最小浪费，适于大量生产支架，并且它可以克服传统支架制造方法在形态和工艺一致性方面的限制。因此，本实验选取3D打印方法制备丝素蛋白-胶原支架，并将FD法制备的支架作为对照。通过对两组支架外观、孔径、孔隙率、吸水溶胀率、力学性能及生物相容性的检测，发现3D打印支架外形规则网格状，孔径大小基本一致，排列整齐、规律，薄厚均一，测得孔径为(226.06±28.40)μm，这与支架制备要求的孔径是一致的，孔隙间连通性良好，内部结构较规整；FD支架薄厚不一，呈致密片状结构，较规则，表面见泡状结构，支架内部有大小不一的孔径，测得为(186.91±33.93)μm，排列杂乱，连通性差；可见，3D打印的支架在结构上具备一定优势，其孔隙率、吸水溶胀率与FD的对比具统计学意义；弹性模量与FD支架比较无明显统计学意义；CCK-8检测细胞生物相容性，发现两组支架虽无统计学差异，但3D组在与CCK-8溶液反应后颜色较FD组深，说明在反应过程中生成的甲臜数量较多，而甲臜的多少与活细胞数量成正相关，因此3D支架材料上细胞数目较FD支架材料上的多，细胞生长速度快于FD支架组，这与CCK-8试剂检测细胞增殖性的原理是一致的。在两组支架材料上接种ADSCs共培养后，扫描电镜下观察见两组支架上细胞伸展完全，生长、粘附良好，并分泌细胞外基质。
由此可见，通过3D打印制得的支架孔径适宜，孔隙率、吸水溶胀率方面具有较为明显的优势，而这三者在一定范围内越高，越有利于细胞的粘附、增殖，有利于营养物质吸收及代谢废物的排出，对于ADSCs来说，还有利于其向脂肪细胞的分化。由于两组支架均由丝素蛋白与胶原蛋白制成，而弹性模量与生物相容性取决于材料本身的理化性质，因此两组支架对比无统计学意义。通过以上检测发现，3D打印支架可以作为脂肪组织工程种子细胞的良好载体。

台州3D打印

更新时间: 2019-10-09 13:55:26 查看次数: 373