3-D打印胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架的研究

作     者：张仁坤 涂悦 赵明亮 陈翀 梁海乾 王景景 张赛 李晓红 

作者机构：武警后勤学院附属医院脑科医院脑创伤与神经疾病研究所天津市神经创伤修复重点实验室天津300162 

出 版 物：《中国修复重建外科杂志》 (Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery)

年 卷 期：2015年第29卷第8期

页      面：1022-1027页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(81301050 81271392 81471275 81401067) 天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目(14JCQNJC10200) 中国博士后基金项目(2013M542583)~~ 

主　　题：仿生脊髓支架 3-D打印 神经干细胞 生物相容性 

摘      要：目的利用3-D生物打印机制备胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架,为组织工程化治疗脊髓损伤提供细胞载体。方法制备硫酸肝素-胶原蛋白水凝胶,采用3-D打印仿生脊髓支架,扫描电镜观察其结构,排水法计算孔隙率,体外降解实验测量支架p H值和质量变化。取孕14 d SD大鼠的胎鼠脑皮质分离培养神经干细胞(neural stem cells,NSCs),实验分为2组,A组取仿生脊髓支架体外与NSCs共培养,B组直接将细胞悬液接种于预涂左旋多聚赖氨酸的24孔培养板上。采用光镜和扫描电镜观察细胞黏附与形态变化,MTT检测细胞活力,免疫荧光染色鉴定NSCs的分化情况。结果 3-D打印机成功制备出胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架,扫描电镜显示内部具有纵行排列、平行的微孔结构,孔隙率为90.25%±2.15%;体外降解实验中,支架p H值未发生明显变化,8周左右支架降解完全,符合组织工程支架要求。MTT检测示两组培养1、3、7 d吸光度(A)值比较差异均无统计学意义(P0.05);光镜观察两组均可见大量神经球分化,神经纤维交织成网状;培养7 d A组扫描电镜观察示细胞黏附于支架上,大量细胞伸出轴突,并且有神经球形成;免疫荧光染色示,两组均可分化为神经元和胶质细胞,定量分析显示A、B组分化率分别为29.60%±2.68%和10.90%±2.13%,差异有统计学意义(t=17.30,P=0.01)。结论 3-D打印的胶原蛋白-硫酸肝素仿生脊髓支架具有良好的生物相容性,能促进NSCs增殖和分化,作为神经组织工程支架具有良好的研究和应用前景。