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3D打印肌肉组织修复肌肉缺损

3D打印肌肉组织修复肌肉缺损

供稿人:赵廷泽 连芩 供稿单位:机械制造系统工程国家重点实验室  发布日期:2019-09-28
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严重的肌肉损伤不能自愈,目前治疗肌肉缺损的金标准是通过自体组织移植,但是自体组织移植将造成供区部位肌力减弱、凹陷畸形的问题,而肌组织工程为此提供了一种可能的解决手段。日前,韩国浦项科技大学Y.J. Choi等人制造了一个人肌组织工程支架,如图1所示。他们将人骨骼肌细胞混入肌组织脱细胞外基质之中制成生物墨水,使用直写式3D打印的方法,在支撑浴材料中构建了一个尺寸为15×6×4mm的微丝定向排列的人肌组织工程支架。

为了评估该支架对肌肉重建的能力,作者将支架植入肌肉缺陷的小鼠模型体内,并在4周后取样,发现肌肉体积增加,并实现了肌肉结构和功能的重建,如图2所示。然而,与健康肌肉的收缩力相比,重建的肌肉的收缩力仅达到了其71%的水平。

为了改善肌肉修复的水平(提高收缩力),作者团队使用同轴喷头制造了预血管化的人肌肉组织支架。如图3所示。通过与上面相同的动物实验,检测到了重建的肌肉的收缩力达到了健康肌肉收缩力的85%。

该研究结果为临床肌组织修复、药物研发和毒性评估研究提供了一个可能方法。

参考文献:

  1. [1]Y.J. Choi, Y.J. Jun, D.Y. Kim, H.G. Yi, S.H. Chae, J. Kang, J. Lee, G. Gao, J.S. Kong, J. Jang, W.K. Chung, J.W. Rhie, D.W. Cho, A 3D cell printed muscle construct with tissue-derived bioink for the treatment of volumetric muscle loss, Biomaterials 206 (2019) 160-169.