天大刘文广团队：3D打印仿生上皮/基质双层水凝胶支架用于角膜再生

来源： EngineeringForLife  

角膜位于眼球前部，是人眼球中一个重要部分，其具有多层结构，主要的功能是汇聚光线到晶状体上，进而投射到视网膜上。近年来，角膜疾病已经成为了致盲的主要原因之一，据世界卫生组织报告，全球有超过1000万人患有角膜疾病，在许多情况下，只能通过角膜移植手术来修复角膜疾病导致的视力损伤，但是，在全球范围内可用于角膜移植的供体缺乏严重。人工角膜通常由透明的高分子材料组成，可以全部或者部分地修复视力损伤，然而，其同样存在术后并发症严重、上皮化能力弱、修复能力差等问题。鉴于角膜独特的五层结构与3D生物打印在精准控制打印参数上的优势，3D打印角膜被广泛研究。与传统浇筑角膜的方式相比，3D打印可以为患者提供针对性的角膜移植体，包括设计具有不同厚度、曲率的人工角膜，负载不同细胞，还可以根据不同的角膜疾病，选择性地进行不同直径、深度的角膜移植，极大地为患者带来便利。

近期，科研人员设计并合成了一种聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)/甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶，利用EFL品牌的投影式光固化生物3D打印机（BP8600）构建了负载兔角膜上皮细胞的具有足够力学性能、高透光率和高的形状保真度的角膜支架。该支架具有适宜的溶胀度和降解速率。此外，PEGDA/GelMA水凝胶具有优异的细胞相容性，能够支持细胞黏附、增殖和迁移，包载的细胞在打印过程中具有高的存活率。为了进一步考察PEGDA-GelMA水凝胶在体内对角膜愈合的影响，研究人员打印出负载兔角膜上皮细胞的上皮层以及负载兔脂肪间充质干细胞的正交纤维基质层，并通过兔前板层角膜移植术将水凝胶移植入角膜损伤处，裂隙灯检测以及组织学染色表明，水凝胶能够加速上皮愈合和基质再生，正交纤维结构的存在和干细胞的双重作用为角膜基质细胞提供了最有效的再生环境。

图1 水凝胶体系的构建与双层支架在兔前板层角膜切除术中的应用

相关论文以题为“3D Printed Biomimetic Epithelium/Stroma Bilayer Hydrogel Implant for Corneal Regeneration”发表在Bioactive Materials上，通讯作者为天津大学的刘文广教授以及天津市眼科医院韩泉洪主任医师，第一作者是天津大学硕士生何彬彬。

文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.01.034