基于海藻酸钠的组织工程水凝胶纤维丝的成形工艺研究

目的探究组织工程水凝胶纤维丝的成形工艺方法,分析成形参数对纤维丝成形的影响。方法利用海藻酸钠在二价阳离子作用下迅速交联的机制,采用海藻酸钠基材料在氯化钙溶液中连续挤出成丝的方法制备纤维丝,并在旋转流场中完成纤维丝的缠绕收集。结果在合适的成形参数下,实现水凝胶纤维丝的连续稳定成形,得到直径小且均匀的水凝胶纤维丝,还制备了含有细胞的水凝胶纤维丝,结果表明细胞在丝中能够有效存活,生长情况良好。结论基于微单元体组装的"自下而上"组织工程构建思路,成功设计开发了纤维丝的成形工艺,系统研究了成形质量与成形参数之间的关系,成功制备了纤细均匀的和含有细胞的水凝胶纤维丝。

人牙髓细胞三维生物打印的初步研究

通过生物打印方法构建含人牙髓细胞(human dental pulp cells,hDPCs)的组织工程三维结构体。探讨对hDPCs进行三维生物打印的可行性。用常规体外培养hDPCs至第4代。将细胞悬液与海藻酸钠-明胶水溶胶混合,制备hDPCs-海藻酸钠-明胶水溶胶共混物。细胞终密度为2×106/mL。用生物打印机根据预先设计的参数进行生物打印,构建组织工程三维结构体。对结构体进行肉眼观察和倒置相差显微镜观察。用钙黄绿素-AM和碘化丙啶双荧光染料对结构体进行染色,激光共聚焦显微镜观察分析结构体中hDPCs的活性。通过生物打印技术的结果可按照预先设计的参数打印出含有hDPCs的网格状的水凝胶结构体,该结构体的大小约为5 mm×5 mm×1.5 mm。倒置相差显微镜下可见结构体内微丝的直径约300μm,微丝间的孔隙相互通连,孔隙大小约350μm×350μm,hDPCs在结构体中呈球形均匀分布。激光共聚焦显微镜观察证实结构体中大部分细胞存活。初步证明hDPCs可耐受生物打印过程。通过研究说明三维生物打印技术构建出了含人牙髓细胞的组织工程三维结构体,实现了hDPCs的生物打印,为生物打印技术应用于牙组织工程奠定了基础。

人牙髓细胞共混物三维生物打印技术

目的:对人牙髓细胞(human dental pulp cells,hDPCs)共混物三维生物打印技术进行初步的探索,为三维生物打印技术应用于牙再生奠定初步基础。方法:用Imageware 11.0软件设计三维生物打印蓝图;制备海藻酸钠-明胶水溶胶,与体外分离、培养的hDPCs共混,共混物中hDPCs的密度为1×106个/mL,海藻酸钠和明胶的终浓度分别为20 g/L和80 g/L;用三维生物打印技术按一定参数进行hDPCs共混物的三维生物打印,观察打印获得的三维结构体,用钙黄绿素-AM和碘化丙啶溶液对结构体进行染色,评价打印后hDPCs的活性,计算细胞存活率;体外培养打印获得的结构体,用Cell Counting Kit-8试剂检测hDPCs在三维结构体中的增殖。结果:利用Imageware 11.0软件设计出了由圆柱状微丝逐层交错堆积构成的具有网格结构的三维结构体数字模型,用三维生物打印技术可构建出具有自定义形状及尺寸的三维结构体,结构体中hDPCs的存活率为87%±2%,经打印处理的hDPCs在三维结构体中仍可增殖。结论:本研究实现了hDPCs共混物的三维生物打印,为三维生物打印技术应用于牙再生奠定了初步基础。