新型FLight生物3D打印技术助力软骨成熟

来源：EngineeringForLife

关节软骨组织工程移植物为修复软骨损伤提供了一种有希望的替代方法。尽管这一领域目前取得了重大进展，但设计基于软骨细胞疗法的仿生工程软骨以匹配带状结构和生化组成仍然具有挑战性。脱细胞关节软骨细胞外基质 （dECM） 因其软骨诱导特性而受到关注，但基于dECM 的生物墨水在机械稳定性和可打印性方面仍然存在局限性。

鉴于此，来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Marcy Zenobi-Wong团队提出了一种基于酪氨酸交联机制的快速光生物打印策略，该方法不需要对dECM进行化学修饰，从而保留了其天然结构和生物活性。将光响应性树脂与丝状光（FLight）生物制造技术相结合，可以构建出由高度对齐的微丝组成的细胞、多孔和各向异性dECM支架。   

本文要点：
（1）作者采用生物相关树脂（例如透明质酸（HA）、关节软骨dECM和Col I）通过FLight生物制造技术成功地构建出载细胞的各向异性水凝胶，这种创新的技术能够以高分辨率精确打印具有挑战性的生物支架，同时减轻免疫反应。
（2）其次，作者强调了研究早期细胞-生物材料相互作用的重要性，包括细胞形态的变化和新生的细胞外基质沉积，这些变化会显著影响组织的成熟。值得注意的是，作者证明了初始细长的细胞形态并不决定产生的基质类型。无论初始细胞形状如何，当封装在含有关节软骨dECM中并在软骨诱导培养基中培养时，干细胞沉积了更多的Col II而非Col I，并产生大量的糖胺聚糖（GAG）。此外，作者发现与HA或Col I相比，关节软骨dECM的存在对防止软骨肥大具有轻微的贡献作用。   
（3）最后，本研究结果表明，与块体水凝胶相比，使用FLight生物技术制造的水凝胶能够更好地定位产生的细胞外基质，并且采用L-dECM打印的各向异性水凝胶能够增加软骨组织的机械性能、GAG 产生和Col II沉积，使其更接近天然软骨组织的组成、结构和生物物理特性。

总之，作者展示了使用含有关节软骨dECM 和Col I的生物树脂能够在几秒钟内以高分辨率打印复杂结构的可能性，为优化软骨组织工程和推进再生方法提供了重要的见解。

参考资料：
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ad9cc2