生物打印的分级多孔GelMA和丝素蛋白生物墨水支持骨髓间充质干细胞旁分泌活性和皮肤修复，可供购买

《Journal of Materials Chemistry B》：Bioprinted hierarchically porous GelMA and silk fibroin bioinks support BMSC paracrine activity and skin repairAvailable to Purchase

　　细胞负载水凝胶为骨髓间充质干细胞（BMSCs）提供了递送平台，但致密的基质会限制细胞铺展和分子运输。在此，我们将机械发泡与光交联相结合，开发了可挤出打印的甲基丙烯酰化明胶（GelMA）/丝素蛋白（SF）生物墨水用于皮肤修复。所选配方包含5 wt% GelMA和1.75 wt% SF。干燥支架的显微观察显示孔隙群跨越多个长度尺度，活/死细胞成像显示在5天内，非发泡、发泡和打印构建体中均存在存活的BMSCs。与成分匹配的非发泡构建体相比，发泡构建体支持更大的BMSC铺展、更强的黏着斑激酶相关荧光，以及培养上清液中更高的血管内皮生长因子和白细胞介素-10浓度。条件培养基促进了内皮细胞和成纤维细胞的迁移相关反应，支持内皮网络形成，并改变了巨噬细胞相关标志物的表达。对暴露于打印构建体条件培养基的人脐静脉内皮细胞进行RNA测序，鉴定出244个差异表达基因，其中上调基因富集于血管发育相关过程。在大鼠全层创面模型中，打印的BMSC负载构建体支持创面闭合和组织修复，并伴有血管和炎症标志物染色。综上所述，这些发现支持机械发泡作为工程化BMSC递送微环境和开发具有皮肤修复相关生物活性的生物墨水的实用方法。甲基丙烯酰化明胶（GelMA）基质，产生具有互连分级孔隙的可挤出打印水凝胶生物墨水。优化的5 wt% GelMA/丝素蛋白配方形成稳定的微/纳米级孔隙，表现出剪切稀化行为，在挤出打印后保持其多孔结构，并在5天内维持骨髓间充质干细胞（BMSC）活力在85%以上。与非发泡水凝胶相比，在发泡支架中培养的BMSCs的条件培养基显著增强了人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和NIH3T3成纤维细胞的迁移，上调了VEGF、PDGF、COL1A1和COL3A1的表达，诱导RAW264.7巨噬细胞向修复性CD206阳性表型极化，并促进了毛细血管样网络形成。对受体HUVECs的RNA测序鉴定出244个差异表达基因，其中上调基因显著富集于血管发育、脉管系统发育和血管形态发生。关键促血管生成介质（包括F3、ADM、ANGPTL4、APLN、EGR1、ESM1、NOG和EPHA3）表达增加，将支架结构放大的BMSC分泌组与内皮转录重塑联系起来。在大鼠全层背部创面模型中，3D生物打印的BMSC负载分级支架加速了创面闭合，并改善了再上皮化、胶原组织、CD31阳性新生血管化和Ki-67阳性增殖活性，相对于无细胞和非发泡对照组。这些发现确立了分级孔隙工程作为增强MSC旁分泌治疗的材料的编码策略，并提供了一种挤出兼容的GelMA/丝素蛋白生物墨水用于再生性皮肤修复。