牵张力对三维打印组织血管管腔形成的影响

摘要：

目的:探讨牵张力对三维打印组织血管管腔形成的影响。方法:采用实验研究方法。取2020年9月—2021年5月于苏州瑞华骨科医院妇产科生产的3名健康产妇（年龄22~35岁）弃用的脐带组织，提取人脐静脉内皮细胞（HUVEC）；取2020年9月—2022年9月于苏州瑞华骨科医院手外科行创面修复术的10例男性患者（年龄20~45岁）的废弃正常皮肤组织，提取人皮肤成纤维细胞（HSF）。鉴定2种细胞后取第4~6代细胞进行后续实验。以HUVEC、HSF为种子细胞，以聚己内酯、明胶、透明质酸、纤维蛋白原为支架材料，借助三维生物打印技术，构建三维打印血管化组织。将间距6、10 mm的聚己内酯支架及无聚己内酯支架的打印组织分别设为6 mm间距聚己内酯组、10 mm间距聚己内酯组和无聚己内酯组。培养4 d，取10 mm间距聚己内酯组打印组织，采用细胞活力检测试剂盒检测细胞存活情况并计算细胞存活率。培养14 d，取3组打印组织，肉眼观察组织形变情况；行免疫荧光染色，观察组织中纤丝状肌动蛋白排列，观测组织血管管腔直径、总长度与分支数。设计并打印另带有微弹簧结构的上述3组组织，培养9 d，根据力-位移曲线测量打印组织所受牵张力。以上实验样本数均为3。对数据行单因素方差分析、Tukey检验。结果:培养4 d，10 mm间距聚己内酯组打印组织细胞存活率为（91.3±2.2）%。培养14 d，无聚己内酯组打印组织形变不明显，6 mm间距聚己内酯组和10 mm间距聚己内酯组打印组织发生明显形变。培养14 d，无聚己内酯组打印组织纤丝状肌动蛋白的排列无特定方向，而6 mm间距聚己内酯组和10 mm间距聚己内酯组打印组织中纤丝状肌动蛋白的排列具有方向性。培养14 d，6 mm间距聚己内酯组和10 mm间距聚己内酯组打印组织血管管腔直径分别为（6.0±1.3）、（10.8±1.3）μm，均明显大于无聚己内酯组的0 μm（
P<0.05），10 mm间距聚己内酯组打印组织血管管腔直径明显大于6 mm间距聚己内酯组（
P<0.05）；6 mm间距聚己内酯组和10 mm间距聚己内酯组打印组织血管总长度、分支数均明显短/少于无聚己内酯组（
P<0.05），10 mm间距聚己内酯组打印组织血管总长度、分支数均明显短/少于6 mm间距聚己内酯组（
P<0.05）。培养9 d，6 mm间距聚己内酯组和10 mm间距聚己内酯组打印组织受到的牵张力分别为（2 340±59）、（4 284±538）μN，均明显大于无聚己内酯组的0 μN（
P<0.05）；10 mm间距聚己内酯组打印组织受到的牵张力明显大于6 mm间距聚己内酯组（
P<0.05）。
结论:三维打印支架结构能对打印组织施加不同大小的牵张力，可通过调控牵张力大小调控打印组织的血管管腔直径。

关键词：打印，三维、人脐静脉内皮细胞、人皮肤成纤维细胞、牵张力、血管形成

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资助基金：国家自然科学基金青年科学基金项目31900969;江苏省自然科学基金面上项目BK20221245;苏州市科技计划项目SKY2022087;Youth Science Foundation Program of National Natural Science Foundation of China31900969;General Program of Natural Science Foundation of Jiangsu Province of ChinaBK20221245;Suzhou Municipal Science and Technology Plan ProgramSKY2022087

在线出版日期：2023-07-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：565-572