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3D打印海藻酸钠-GelMA-细菌纳米纤维素-RSC96细胞复合支架及其相容性研究

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【作者】 吴宗熙谢尚单小峰李箐蔡志刚

【机构】 北京大学口腔医院口腔颌面外科北京大学口腔医院口腔数字化医疗技术和材料国家工程实验室

【摘要】 目的:面神经损伤容易造成不同程度的面瘫,自体神经移植是目前面神经缺损外科修复的金标准。但存在神经扭转、供体有限、供区功能丧失等缺陷而使修复效果难以令人满意。本课题拟通过将组织工程学材料海藻酸钠、GelMA(甲基丙烯酰胺基明胶)、细菌纳米纤维素(BNC)与RSC96细胞相混合,利用3D生物打印技术合成负载细胞的神经支架以重建面神经,实现周围神经再生。方法:1、配置生物墨水,探索水凝胶可打印浓度;2、使用傅里叶红外分析、旋转流变仪、高精度电阻率测试仪等对材料理化性能作检测;3、利用模型设计软件设计打印模型并使用3D生物打印机打印神经导管,使用离子交联和光交联神经导管(实验分组:(1)5%海藻酸钠+2.5%GelMA;(2)5%海藻酸钠+5%GelMA;(3)5%海藻酸钠+10%GelMA;(4)5%海藻酸钠+5%GelMA+40%BNC);4、使用活/死细胞染色观察细胞存活率,CCK8检测其细胞增殖率,通过S-100β对支架进行免疫荧光染色,使用鬼笔环肽对细胞骨架染色,PCR array检测细胞神经再生相关基因表达。结果:所有组中打印后线条保持最细的一组是5%海藻酸钠+5%GelMA+40%BNC组,表明在添加了BNC后可维持支架的固有形态。傅里叶红外分析显示打印加入BNC不影响其他支架化学键的形成。活/死细胞染色显示细胞第1、3、5、7天存活率良好,可在5%GelMA组中看到细胞形成线状连接在支架中生长,而这一现象在5%GelMA+40%BNC组中更明显。5%GelMA+40%BNC组免疫荧光S-100β染色可观察到线状连接,细胞骨架染色显示细胞伸展贴附于支架上。PCR array结果显示5%GelMA+40%BNC组相关神经因子Ascl1a、NeuroD1、NeuroG1、POU3F3、DLL1的mRNA水平高于其他组(p<0.05)。结论:3D打印海藻酸钠-GelMA-BNC-RSC96细胞复合支架有助于提高细胞黏附及相关因子表达,显示出3D打印复合支架生物相容性良好,有望应用于临床修复面神经缺损和周围神经再生。

  • 【会议录名称】 2021年中华口腔医学会口腔颌面修复专业委员会第六次全国口腔颌面修复学学术年会论文汇编
  • 【会议名称】2021年中华口腔医学会口腔颌面修复专业委员会第六次全国口腔颌面修复学学术年会
  • 【会议时间】2021-05-10
  • 【会议地点】中国广东广州
  • 【分类号】R318.08
  • 【主办单位】中华口腔医学会口腔颌面修复专业委员会
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