GelMA水凝胶/海藻酸盐基支架：用于软骨组织工程的3D生物打印技术

《Tissue Engineering and Regenerative Medicine》：GelMA Hydrogel/Alginate-Based Scaffolds: 3D Bioprinting for Cartilage Tissue Engineering

本研究通过混合藻酸盐与GelMA生物墨水，3D打印具有仿生软骨膜结构的耳软骨构建物，发现外层ADSC可显著促进软骨基质合成、减少钙沉积，其中GelMA复合物与4层ADSC外层（G4组）效果最佳，10层构建物（G6）保持结构完整并促进血管化，但厚度与打印高度不成比例。分隔符：

　　

摘要

背景

软骨膜是一种包裹软骨的天然纤维膜，在营养输送和基质调节中起着关键作用；然而，在工程构建中它常常被忽视。本研究旨在利用混合生物墨水制备一种模拟软骨膜的三维（3D）生物打印耳软骨结构，并评估脂肪来源干细胞（ADSC）外层对软骨基质形成、血管生成和结构稳定性的影响。

方法

从新西兰白兔中分离出软骨细胞球体和ADSC，并将其嵌入由海藻酸盐单独组成或海藻酸盐/GelMA复合材料组成的生物墨水中。采用双模式打印技术制备了3层和10层的结构。在指定的组别（G2、G4和G6）中，将ADSC作为外层“模拟软骨膜”的层进行打印。这些结构被植入裸鼠皮下6周，随后进行组织学分析、免疫组化评估（CD31）和基于图像的定量分析。

结果

加入ADSC层显著增强了软骨基质的合成并减少了钙化现象，尤其是在含有GelMA的结构中。G4组表现出最高的糖胺聚糖和胶原蛋白含量，以及最低的钙沉积量。10层结构（G6）保持了结构完整性并促进了新血管的形成；然而，最终的软骨厚度并未与初始打印高度成比例增加。

结论

将含有ADSC的模拟软骨膜层与混合海藻酸盐/GelMA生物墨水结合使用，可以协同促进大型结构中的软骨形成、基质质量和血管整合。这种仿生方法为开发用于耳部重建和其他软骨修复应用的临床相关软骨移植物提供了一个有前景的平台。