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【专题研究】三维生物打印结合海藻酸钠和纤维蛋白原构建仿生尿道修复补片的实验研究

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DOI:
作者:
张楷乐　杨　熙　牛长梅　赵伟新　杨冉星　王　营　胡晓勇　傅　强
作者单位:
上海，上海交通大学附属第六人民医院泌尿外科（张楷乐、杨冉星、王营、胡晓勇、傅强）；苏州诺普再生医学有限公司（杨熙、牛长梅）；美国维克森林大学再生医学研究所（赵伟新)
关键词:
纤维蛋白原；生物打印，三维；海藻酸钠；仿生尿道修复补片
摘要:
目的　将三维（３Ｄ）生物打印技术应用于尿道修复补片的构建，并评估其力学性能、细胞活力和临床应用可行性。方法　以兔尿道组织和脱细胞基质作为模板，分离兔尿道成纤维细胞，应用３Ｄ 生物打印技术结合海藻酸钠和纤维蛋白原水凝胶共同制备两种负载兔成纤维细胞的仿生尿道修复补片：仿生尿道修复补片１（单纯海藻酸钠水凝胶构建的尿道补片）和仿生尿道修复补片２（在海藻酸钠水凝胶基础上使用纤维蛋白原水凝胶构建的尿道补片）。通过生物降解实验和生物力学测试分别评估仿生尿道修复补片１的生物降解性和力学性能。通过细胞活性染色，观察并计算０、３、６ｄ仿生尿道修复补片１和２内细胞的存活率。通过ＣｅｌｌＣｏｕｎｔｉｎｇＫｉｔ-８（CCK-８）实验检测仿生尿道修复补片２ 内纤维蛋白原水凝胶中细胞的扩增速率，以分光光度计吸光度（犃值）表示。结果　生物降解实验结果显示，仿生尿道修复补片１在Ⅱ 型胶原酶溶液和灭菌水中均有明显的降解，１０ｄ内其在Ⅱ型胶原酶溶液中的降解速率显著快于在灭菌水中，１０～２０ｄ时的降解速率较在灭菌水中平稳，＞２０～＜３０ｄ时与在灭菌水中同步，３０ｄ时其在两种溶液中的降解率均接近５０％。生物力学测试结果显示，仿生尿道修复补片１的力学性能表现为线性增加，最大牵拉强度为６Ｎ。细胞活性染色结果显示，仿生尿道修复补片１内的细胞为点状分布，无明显的舒展，细胞死亡率较高，细胞在培养０、３、６ｄ 的存活率分别为６２．９１％±３．３９％、４１．９２％±８．８６％和５７．１１％±６．１２％；仿生尿道修复补片２内细胞形态舒展，死亡率较低，在培养第６ 天时即有明显的细胞扩增，细胞在培养０、３、６ｄ 的存活率分别为９５．１２％ ±１．３７％、７９．４６％ ±４．７７％和８４．７０％±８．６２％。ＣＣＫ８实验结果显示，仿生尿道修复补片２内纤维蛋白原水凝胶中的细胞，在培养１、４、７、１０、１５ｄ的扩增率的犃值分别为０．０１２７５２０８３、０．１３１８９５８３３、０．２０８９５８３３３、０．４３０６０８３３３、０．６２３８７５０００，有明显的扩增表现。结论　生物打印技术能够制备力学性能充足、细胞活性良好的３Ｄ 立体尿道结构，证实了生物打印技术在尿道修复领域应用的可行性，为生物打印尿道的体内研究奠定了研究基础。

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