编辑推荐：
创伤性损伤危害大，现有研究受限。研究人员开展构建体外微血管模型的研究。结果显示 MVECs 可构建更持久的网络，优化后的水凝胶能稳定网络。这为创伤研究提供新平台，助力深入探究创伤机制及治疗手段。
在生命的微观世界里，微血管就像一条条纵横交错的 “隐形高速公路”，承担着为组织输送氧气和营养物质、带走代谢废物的重任，对维持身体的正常运转起着关键作用。然而，当创伤发生时，这些 “高速公路” 会受到严重破坏，进而引发一系列生理问题，甚至危及生命。
目前，创伤性损伤是全球范围内导致死亡和长期功能障碍的重要原因，严重影响着人们的生活质量。但对于软组织创伤，尤其是非穿透性创伤的研究却困难重重。一方面，现有的研究手段难以准确评估损伤程度；另一方面，缺乏合适的临床相关模型，导致人们对创伤机制的理解仅停留在表面，无法深入探究炎症反应、组织再生等关键过程。虽然体内模型能解决部分问题，但因其存在伦理问题、与人类生理差异以及后勤保障等方面的限制，也无法满足科研需求。
在此背景下，研究人员迫切需要一种可靠的体外模型来深入了解微血管创伤性损伤及其潜在机制。为了解决这些难题，来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，致力于开发和优化一种三维（3D）水凝胶构建体，以形成用于创伤研究的体外微血管模型，并确保其长期稳定性。该研究成果发表在《Biomaterials Advances》杂志上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：细胞培养技术，培养人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和永生化人真皮微血管内皮细胞（MVECs）；构建多种不同成分的水凝胶支架，改变纤维蛋白原浓度、来源、交联比以及培养基；运用多种实验对内皮网络的形成、结构和降解进行评估，包括细胞迁移实验、管形成实验等；利用材料表征技术，如测量凝胶化时间、分光光度法、微流变学和交联密度分析、水凝胶降解分析等；通过成像和图像分析技术观察和量化内皮网络结构。
研究结果如下：
- 比较 HUVECs 和 MVECs：研究人员对比了 HUVECs 和 MVECs 的细胞形态、迁移能力以及内皮网络的发育和结构。结果发现，两种细胞形态相似，HUVECs 迁移速度略快，但差异不显著。在水凝胶支架中，3D 水凝胶构建体显著促进了内皮网络的形成和成熟，EBM 水凝胶表现更优。MVECs 能形成更具生理相关性的网络，且永生化细胞系具有增殖优势，更适合构建微血管模型。
- 3D 水凝胶构建体与内皮网络形成：研究表明，3D 水凝胶构建体可有效促进内皮网络形成，且构建体中的 MVECs 呈三维分布。在评估微血管结构的参数中，总网络长度是衡量网络广泛程度的关键指标。
- 水凝胶组成对内皮网络的影响：
- 纤维蛋白原浓度和培养基的影响：较高的纤维蛋白原浓度（6 - 10mg/ml）可形成更长的网络，EBM 培养基在网络形成方面表现较好。网络特征参数随时间增加，分支间隔变化规律不明显。
- 交联比的影响：200:10:1 的交联比更有利于形成更长、更稳定的网络，且能改善支架形状保持性和一致性。
- 培养基的影响：EBM 培养基在网络稳定性方面表现相对较好，添加 VEGF 未显著提升网络稳定性。
- 材料表征：
- 凝胶化时间：纤维蛋白原浓度、来源和培养基均会影响凝胶化时间，高浓度纤维蛋白原可缩短凝胶化时间。
- 分光光度法：增加纤维蛋白原浓度可提高吸光度，反映出水凝胶结构更致密，且反应速率不受凝血酶限制。
- 微流变学和交联密度：纤维蛋白原浓度是影响储存模量和交联密度的主要因素，其增加会使相关参数改变，同时纤维蛋白原来源和培养基也有一定影响。
- 水凝胶降解：多数水凝胶在 14 天内完全降解，降解机制可能是水解。低浓度纤维蛋白原的水凝胶降解更快，且不同培养基和纤维蛋白原来源会影响降解速率。
- 开发长期稳定的微血管构建体：使用人纤维蛋白原的水凝胶构建体可支持 MVECs 网络长期稳定，EBM 和 EBM + VEGF 培养基效果较好，高纤维蛋白原浓度（>6mg/ml）和 200:10:1 的交联比能形成更稳定的网络。
研究结论和讨论部分指出，该研究构建的微血管构建体为创伤研究提供了更具生理相关性的模型。MVECs 构建的网络比 HUVECs 更持久，优化后的水凝胶组成能维持微血管内皮网络的稳定性，可用于研究创伤性损伤、测试干预措施等。这一成果有助于推动创伤研究领域的发展，为深入了解创伤机制和开发有效治疗方法提供了有力支持，具有重要的科学意义和应用价值。未来研究可进一步通过免疫荧光染色和共聚焦显微镜等技术对微血管表型和 3D 血管网络进行深入研究，同时监测凝胶化过程中的材料特性变化，评估细胞负载和微血管网络形成对支架性能的影响，为创伤治疗和组织工程的发展开辟新的道路。
