天大劉文廣團(tuán)隊：3D打印仿生上皮/基質(zhì)雙層水凝膠支架用于角膜再生

來源： EngineeringForLife  

角膜位于眼球前部，是人眼球中一個重要部分,，其具有多層結(jié)構(gòu)，主要的功能是匯聚光線到晶狀體上,，進(jìn)而投射到視網(wǎng)膜上,。近年來，角膜疾病已經(jīng)成為了致盲的主要原因之一,，據(jù)世界衛(wèi)生組織報告,，全球有超過1000萬人患有角膜疾病，在許多情況下,，只能通過角膜移植手術(shù)來修復(fù)角膜疾病導(dǎo)致的視力損傷,，但是，在全球范圍內(nèi)可用于角膜移植的供體缺乏嚴(yán)重,。人工角膜通常由透明的高分子材料組成,，可以全部或者部分地修復(fù)視力損傷,，然而，其同樣存在術(shù)后并發(fā)癥嚴(yán)重,、上皮化能力弱,、修復(fù)能力差等問題。鑒于角膜獨特的五層結(jié)構(gòu)與3D生物打印在精準(zhǔn)控制打印參數(shù)上的優(yōu)勢,，3D打印角膜被廣泛研究,。與傳統(tǒng)澆筑角膜的方式相比，3D打印可以為患者提供針對性的角膜移植體,，包括設(shè)計具有不同厚度,、曲率的人工角膜，負(fù)載不同細(xì)胞,，還可以根據(jù)不同的角膜疾病,，選擇性地進(jìn)行不同直徑、深度的角膜移植,，極大地為患者帶來便利,。

近期，科研人員設(shè)計并合成了一種聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)/甲基丙烯�,；�明膠(GelMA)水凝膠,，利用EFL品牌的投影式光固化生物3D打印機(jī)（BP8600）構(gòu)建了負(fù)載兔角膜上皮細(xì)胞的具有足夠力學(xué)性能、高透光率和高的形狀保真度的角膜支架,。該支架具有適宜的溶脹度和降解速率,。此外，PEGDA/GelMA水凝膠具有優(yōu)異的細(xì)胞相容性,，能夠支持細(xì)胞黏附,、增殖和遷移，包載的細(xì)胞在打印過程中具有高的存活率,。為了進(jìn)一步考察PEGDA-GelMA水凝膠在體內(nèi)對角膜愈合的影響,，研究人員打印出負(fù)載兔角膜上皮細(xì)胞的上皮層以及負(fù)載兔脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞的正交纖維基質(zhì)層，并通過兔前板層角膜移植術(shù)將水凝膠移植入角膜損傷處,，裂隙燈檢測以及組織學(xué)染色表明,，水凝膠能夠加速上皮愈合和基質(zhì)再生，正交纖維結(jié)構(gòu)的存在和干細(xì)胞的雙重作用為角膜基質(zhì)細(xì)胞提供了最有效的再生環(huán)境,。

圖1 水凝膠體系的構(gòu)建與雙層支架在兔前板層角膜切除術(shù)中的應(yīng)用

相關(guān)論文以題為“3D Printed Biomimetic Epithelium/Stroma Bilayer Hydrogel Implant for Corneal Regeneration”發(fā)表在Bioactive Materials上,，通訊作者為天津大學(xué)的劉文廣教授以及天津市眼科醫(yī)院韓泉洪主任醫(yī)師，第一作者是天津大學(xué)碩士生何彬彬,。

文章來源：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.01.034