供稿人：焦天，連芩 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 發(fā)布日期：2022-10-27
原位生物打印以其便捷、高效的優(yōu)點(diǎn)受到組織工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。原位生物打印可以快速精準(zhǔn)的識(shí)別組織缺損的特征，轉(zhuǎn)換成打印路徑，利用打印機(jī)對(duì)缺損區(qū)域進(jìn)行快速組織識(shí)別和缺損封閉與修復(fù)。
但是原位打印對(duì)生物墨水提出較高的要求，不僅要求生物墨水具備生物活性，促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化和功能表達(dá)，同時(shí)要求盡可能避免打印后的免疫排斥反應(yīng)。面對(duì)這一需求，西京醫(yī)院胡大海教授和西安交通大學(xué)連芩教授開展密切合作，提出在之前開發(fā)的具備優(yōu)異打印性能的明膠/海藻酸鈉生物墨水中引入PRP（富血小板血漿）作為皮膚打印墨水。PRP富含血小板、白細(xì)胞等多種生長(zhǎng)因子，在促進(jìn)細(xì)胞增殖和功能表達(dá)、加速傷口愈合方面具備顯著效果。
研究團(tuán)隊(duì)首先對(duì)含有不同濃度（0、2%、5%、10%）的PRP/明膠/海藻酸鈉生物墨水的性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明隨著PRP濃度的增加，生物墨水強(qiáng)度增加、降解變慢、成膠變慢，且PRP引入對(duì)墨水的打印性能無(wú)顯著影響。通過評(píng)價(jià)打印水凝膠中細(xì)胞的表現(xiàn)，表明含有5%濃度PRP的復(fù)合墨水中皮膚細(xì)胞表現(xiàn)出最高的增值率、遷移率，且在促進(jìn)細(xì)胞粘附、纖連蛋白和波形蛋白的表達(dá)方面有最優(yōu)異的表現(xiàn)。
進(jìn)一步開展了PRP對(duì)于創(chuàng)傷修復(fù)和調(diào)節(jié)免疫排斥作用的評(píng)價(jià)。即使用包含皮膚細(xì)胞的PRP/明膠/海藻酸鈉生物墨水、包含皮膚細(xì)胞的明膠/海藻酸鈉生物墨水對(duì)大鼠直徑15mm的皮膚缺損進(jìn)行原位打印，設(shè)置未處理的傷口作為對(duì)照組。通過對(duì)創(chuàng)傷愈合傷口的觀察，組織學(xué)和免疫熒光分析，發(fā)現(xiàn)使用含有PRP墨水修復(fù)的傷口表現(xiàn)出最高的愈合速率、再上皮化率和膠原合成含量，且在促進(jìn)血管重建、調(diào)節(jié)免疫排斥和傷口的炎癥反應(yīng)方面有顯著效果。
該研究揭示了在臨床應(yīng)用中易于獲得的PRP在多組分生物墨水開發(fā)中作為初始信號(hào)提供者的再生潛力。并且結(jié)合原位打印技術(shù)，有望加速個(gè)體化傷口快速修復(fù)的臨床轉(zhuǎn)化。
圖1 PRP/明膠/海藻酸鈉墨水制備和皮膚打印示意圖