水凝胶3D打印技术在角膜修复中的突破性应用2025-09-01 08:47:18
在现有的背景环境中,水凝胶不仅承担细胞支架或药物载体的角色,还影响到3D打印构建组织结构的稳定性与功能性,审视水凝胶在3D打印技术中的具体应用及其面临的长处与挑战,在进一步推动它于眼科等再生医学领域开展临床转化方面意义重大。3D打印属于先进的生物制造技术范畴,凭借计算机软件对数字模型实施分层识别且以指令样式传输到打印机,达成三维物体的逐层叠建,最常采用的生物3D打印技术为基于挤压的打印和基于光的打印。光基打印主要涉及数字光处理打印、立体光刻打印以及激光辅助打印,由于光基打印精度高、分辨率高、打印速度迅速、反应条件温和,适合打印具有高活性、高分辨率的细胞结构,因此在组织工程跟再生医学领域起到重要应用。由于角膜结构复杂,角膜再生一直是眼科研究的一大挑战。3D打印技术的出现为角膜修复提供了新的解决方案。HE等设计并合成了聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶,并利用3D生物打印机构建了负载兔角膜上皮细胞和脂肪源间充质干细胞的角膜支架,该支架具有足够的力学强度、高透光率和形状保真度,具备合适的溶胀度和降解率,能够支持细胞黏附、增殖和迁移,并且在打印过程中保持较高的细胞存活率。动物实验结果表明,该水凝胶支架可促进角膜上皮细胞的修复、加速基质再生,为角膜组织工程提供了一种高效的再生环境。
角膜的曲率在角膜上皮恢复和再生过程中起着重要作用。天然角膜上皮在不同区域的黏附性有所不同,研究表明泪膜和上皮在曲面上的稳定性优于平面。XU等利用胶原蛋白和甲基丙烯酸酯明胶水凝胶,通过温控3D打印技术制备了具有光滑曲率结构的角膜修复材料,发现3D打印曲面支架能够有效促进角膜基质再生,凸出结构不仅有助于抑制成纤维细胞的增殖,还能促进角膜缺损区域的上皮化、细胞黏附和神经元再生,为角膜移植术和角膜修复提供了一种创新方案。
出自《水凝胶在眼科疾病中的应用与发展趋势》作者刘淑婷,邱沐恩,李卫。
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