光交联猪肾脱细胞基质生物墨水：面向3D生物打印的肾特异性仿生构建新策略

这篇研究报道了一种新型光交联猪肾脱细胞细胞外基质（KdMA）生物墨水，通过甲基丙烯酰化修饰保留肾脏特异性ECM成分，兼具可调力学性能（0.67-4.81 kPa）与快速光固化特性（10秒内完成交联）。该墨水兼容数字光处理（DLP）立体光刻和挤出式生物打印，支持人胚胎肾细胞（HEK）形成多细胞球体并维持90%以上存活率，为肾脏组织工程和类器官培养提供了器官特异性微环境构建平台。

　　

光交联肾脱细胞基质生物墨水的开发与应用

2.1 肾dECM与KdMA生物墨水的制备

通过改良的浸泡/搅拌法对新鲜猪肾组织进行脱细胞处理，经Triton X-100、DNase I和过氧乙酸三步处理获得透明dECM。H&E染色显示细胞核完全清除（残留DNA<5.21 ng/mg），Masson染色证实胶原纤维保留。将dECM经胃蛋白酶溶解后，采用甲基丙烯酸酐在pH 8-9条件下进行61.5%取代度（DS）的修饰，¹H NMR在5.29-5.72 ppm处出现特征峰。

2.2 光交联特性表征

含0.5% LAP光引发剂的KdMA在405 nm光照下10秒内完成交联，流变测试显示1.5%浓度样品储能模量（G’）达4.81 kPa。频率扫描证实交联网络稳定性，且剪切稀化行为显著（1.5% KdMA粘度4494.27 mPa·s），满足挤出打印需求。

2.3 物理性能调控

压缩模量随浓度梯度变化（0.7%-1.5%对应0.67-4.81 kPa），模拟肾脏生理刚度（≈4.5 kPa）。SEM显示孔尺寸从44.98 μm（0.7%）降至13.47 μm（1.5%），溶胀比相应降低28%。体外降解实验表明1.5% KdMA在PBS中30天保留80%质量，优于低浓度组。

2.4 生物相容性验证

HEK细胞在KdMA中培养30天形成>100 μm球体，XTT检测显示1.5%组代谢活性最高。活死染色证实打印后细胞存活率>90%，荧光染色显示肌动蛋白骨架完整。H&E切片显示细胞质内蛋白合成活跃，Masson染色证实胶原支架长期稳定。

2.5 双模式生物打印

DLP-SLA打印的蜂窝结构层厚可控（317.74 μm@7秒交联），而改良活塞挤出系统实现100 μm线宽打印。三区间触变测试证实剪切应力解除后粘度恢复，支持多层堆叠。对比传统灌注法，该浸泡法制备的KdMA兼具高分辨率（DLP）和高细胞负载能力（挤出）。

2.6 肾脏再生医学潜力

该生物墨水填补了现有dECM机械性能差（需添加GelMA）的空白，其0.67 kPa软基质尤其适合肾类器官培养（文献报道0.1-3 kPa最佳）。未来将结合iPSC来源肾祖细胞，通过水通道蛋白-1、megalin等标志物评估功能性成熟，为药物筛选和移植提供新平台。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加非文献记载结论）