面向向异性神经组织冷冻生物打印的透明质酸基生物墨水

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摘要:
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本文提出一种适用于各向异性组织工程的冷冻生物墨水体系，并基于垂直冷冻生物打印与冰模板技术构建了能够同时引导神经与肌肉细胞排列的各向异性支架。考虑到细胞排列方式在神经纤维形成与神经肌肉接头构建中的关键作用，本研究采用垂直冷冻导向的冰模板技术，诱导支架内部形成高度有序的微通道结构，从而显著促进细胞取向与空间排布。通过将透明质酸甲基丙烯酸酯（HAMA）与明胶甲基丙烯酰基（GelMA）复合，并引入三聚果糖作为冷冻保护剂，本体系在冷冻与解冻过程中均能维持极高的细胞活力，且在冷冻生物打印的低温条件下依然保持稳定。进一步通过优化 HAMA 浓度，有效提升了神经细胞的存活率与单向排列能力，并成功构建了具有清晰分节结构的神经肌肉接头模型，肌管中可见明显的乙酰胆碱受体聚集。该冷冻生物墨水体系为神经纤维与神经肌肉功能障碍研究提供了高度可复制、可扩展的实验平台，有望推动神经再生与神经肌肉疾病建模领域的进一步发展。