基于脱细胞角膜基质生物墨水和人胎盘间充质干细胞的无支架挤出式3D生物打印构建角膜组织

来自国际团队的研究人员针对角膜组织工程中生物墨水定制化需求，开发了基于脱细胞角膜细胞外基质(dCECM)的无支架挤出式3D生物打印(E3DB)技术。研究通过优化3G10生物墨水(SA:3%/dCECM:6mg/mL/TBG:10%)配方，成功构建出具有生理级透光率、力学性能和形态保真度的角膜构造体，并证实人胎盘源间充质干细胞(hPMSCs)可分化为角膜基质细胞样表型(KERA↑/ALDH↑/ACTA2↓)，为功能性角膜移植物开发提供了创新平台。

　　

通过突破性无支架挤出式三维生物打印(E3DB)技术，科研团队成功构建了仿生角膜结构。该研究采用定制化生物墨水——由脱细胞角膜细胞外基质(dCECM)、海藻酸钠(SA)和B型明胶(TBG)按2:1:1比例复配的3G10配方(SA:3_%/dCECM:6mg·mL^-1/TBG:10_%)，展现出优异的流变特性（剪切稀化效应、粘弹性）和打印适性。所得角膜构造体不仅保持稳定的曲率结构，更具备与天然角膜相媲美的光线透过率以及生理范围内的杨氏模量值。

研究将人胎盘来源间充质干细胞(hPMSCs)封装于3G10生物墨水中，观察到细胞存活率的动态变化：初期保持高活性，第7天暂时下降后，于第14天显著恢复并伴随细胞形态伸长。基因表达分析揭示角膜基质细胞标志物角膜蛋白(KERA)和醛脱氢酶(ALDH)显著上调，同时肌动蛋白α2(ACTA2)表达受到抑制，证实细胞向角膜基质细胞样表型分化。该技术为开发解剖结构精确、生物功能完整的角膜移植物提供了创新性解决方案。