微纤维增强活体肌肉构建体的连续混合生物打印技术及其高度定向细胞组织研究

为解决骨骼肌工程中细胞定向排列和细胞外基质微纤维网络仿生构建的难题，研究人员开发了一种连续混合生物打印(CHB)策略。该技术结合电流体动力(EHD)打印和挤出式生物打印，成功制备了具有厘米级高度有序微纤维、机械性能匹配的活体复合肌肉构建体。微纤维结构引导肌母细胞形成高度定向束状结构，并促进其分化为多核肌管，为功能性肌肉组织工程提供了新平台。

　　

这项突破性研究开创性地将电流体动力(EHD)打印与挤出式生物打印技术相结合，开发出连续混合生物打印(CHB)新策略。通过精确控制聚合物微纤维、牺牲性明胶和细胞负载纤维蛋白水凝胶的沉积过程，成功构建了具有天然肌肉机械特性的活体复合结构。

微米级纤维网络为细胞生长提供了仿生支架，其独特的拓扑结构引导肌母细胞进行各向异性重塑，促使纤维蛋白细丝发生横截面收缩，最终沿打印轨迹形成高度定向的细胞束。这种技术突破使得环状或分层特异性排列的细胞构建体成为可能，为复杂肌肉组织的仿生制造开辟了新途径。

分化实验证实，这些定向排列的肌母细胞构建体可高效分化为多核肌管，并表现出显著的肌肉特异性蛋白和基因表达上调。该技术平台不仅实现了细胞组织的精确空间控制，还能通过调节微纤维构型灵活调控构建体的机械性能，为开发具有临床转化潜力的功能性肌肉替代物提供了重要工具。