载血小板衍生生长因子3D生物打印半月板支架的制备流程

摘要

背景:基于原位组织工程再生理念应用于半月板再生领域中的需要,可利用3D生物打印技术构建一种有效结合招募性生物活性因子和优良材料的支架.目的:优化负载有血小板衍生生长因子BB的聚己内酯/甲基丙烯酸酯化明胶/半月板细胞外基质3D生物打印支架制备流程,检测其生长因子缓释性能及对滑膜间充质干细胞迁移和增殖的作用.方法:利用甲基丙烯酸酯化明胶/半月板细胞外基质制备光敏性生物墨水,采用3D生物打印技术制备单纯聚己内酯支架及聚己内酯/甲基丙烯酸酯化明胶/半月板细胞外基质仿生支架,最终负载血小板衍生生长因子BB于生物墨水内构建聚己内酯/甲基丙烯酸酯化明胶/半月板细胞外基质/血小板衍生生长因子BB功能化支架,检测支架的力学性能与缓释性能.分离培养新西兰大白兔滑膜间充质干细胞,通过Transwell和CCK-8实验探究3种支架对滑膜间充质干细胞的迁移和增殖行为的影响,以单纯培养基培养的细胞为阴性对照.将第3代滑膜间充质干细胞分别接种于3种支架上,利用共聚焦显微镜和扫描电镜观察3种支架上细胞的活性、黏附和生长状态.结果与结论:①仿生支架的拉伸模量及压缩模量与单纯聚己内酯支架比较差异无显著性意义(P>0.05);②功能化支架具有良好的缓释性能,可持续释放血小板衍生生长因子BB长达28 d;③相对于阴性对照组,仿生支架及功能化支架可促进滑膜间充质干细胞的迁移,其中以功能化支架促迁移效果更显著;④相对于阴性对照组,仿生支架及功能化支架培养4,7 d的细胞增殖较快(P<0.001),其中功能化支架的促增殖作用更明显;⑤死活染色显示,各组细胞活性良好,且功能化支架上的细胞数量最高;⑥扫描电镜显示,细胞均附着于3组支架表面生长,其中仿生支架及功能化支架上的细胞黏附数量较多,并分泌大量细胞外基质;⑦结果表明,负载血小板衍生生长因子BB的3D生物打印半月板支架具有良好的力学性能和生物相容性,可促进滑膜间充质干细胞的迁移和增殖.