戴尅戎團隊基于溫敏性水凝膠的工程微尺度血管網(wǎng)絡制造

來源：九派健康

長期以來，精確制造微尺度血管網(wǎng)絡（Microscale Vasculatures, MSVs）一直是組織工程學中尚未解決的挑戰(zhàn),。當前,，光輔助3D打印是最常見的方法。然而,，這種方法通常包含復雜的制造過程,，制造成本較高，且需要與特定的光敏材料配合使用,。上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院骨科王金武主任醫(yī)師,、戴尅戎院士團隊針對生物3D打印制造過程快速簡單、成本較低,、不受材料來源限制的MSVs制造方法進行了研究探索,，采用溫敏性水凝膠PNIPAM（聚（N-異丙基丙烯酰胺））和生物相容性GelMA（甲基丙烯酸化明膠），在37℃下,，利用PNIPAM的體積收縮,，有效誘導更小尺寸MSVs的制造。

王金武主任醫(yī)師介紹,，組織工程血管網(wǎng)絡生物3D打印制造已經(jīng)取得了較大進展,，但管徑介于50μm和300μm之間的血管網(wǎng)絡的制造還存在技術弊端。PNIPAM被廣泛用來制備脫細胞基質(zhì),、藥物緩釋微球,、軟體機器人，當環(huán)境溫度低于其轉(zhuǎn)變溫度時,，PNIPAM表現(xiàn)出親水性,；當環(huán)境溫度高于其轉(zhuǎn)變溫度時，PNIPAM表現(xiàn)出疏水性,，導致體積收縮,。利用PNIPAM的體積收縮功能,，可在較易獲得的大尺寸血管網(wǎng)絡制造完成后，通過外界條件誘導其體積收縮,，從而制造尺寸較小的MSVs,。

研究圖例：a.濕紡海藻酸鈣犧牲纖維；b.基于溫敏性水凝膠的工程微尺度血管網(wǎng)絡生物制造過程,；c.工程微尺度血管網(wǎng)絡與宿主組織形成連接

團隊基于此思路,，對PNIPAM和GelMA組成的P/G溫敏性水凝膠進行了探索，對其體積收縮功能進行了檢測,，結(jié)果表明P/G溫敏性水凝膠可在人體溫度及細胞培養(yǎng)溫度37℃實現(xiàn)體積收縮,，且P/G溫敏性水凝膠在37℃水中和空氣中展現(xiàn)出不同的收縮性能；結(jié)合濕紡法制備的海藻酸鈣犧牲纖維可以制造出目標MSVs,，且最小尺寸可達50μm,；內(nèi)皮細胞在MSVs內(nèi)經(jīng)培養(yǎng)后可形成內(nèi)皮細胞層，骨肉瘤細胞在P/G溫敏性水凝膠響應后及培養(yǎng)期間保持較高活性,；體內(nèi)植入后MSVs可與宿主組織形成有效連接,，所制造的MSVs為宿主血管的灌注提供了潛在部位。研究提出的MSVs制備方法擺脫了復雜的操作流程,，無后處理過程,，在溫和的環(huán)境下即可誘導尺寸較小的MSVs的制造，簡便快捷,，誘導環(huán)境具有高度生物相容性,。

團隊于2021年4月22日，在著名學術期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）在線發(fā)表了該研究成果,，題為Fabrication of Thermoresponsive Hydrogel Scaffolds with Engineered Microscale Vasculatures,。骨科博士后李帥為論文第一作者，研究方向為生物3D打印工藝,、血管網(wǎng)絡制備工藝,。項目依托王金武主任醫(yī)師擔任項目負責人的十三五科技部國家重點研發(fā)計劃項目“血管化仿生關節(jié)多細胞精準3D打印技術與裝備的開發(fā)及應用”。

論文鏈接: 【來源：上海第九人民醫(yī)院】