利用人表皮干细胞3D生物打印皮肤组织的初步研究
[摘要]目的:对利用人表皮干细胞(Human Epidermal stem cells,hESCs)进行3D生物打印的皮肤组织进行初步研究。方法:分离人皮肤样本的表皮层与真皮层,胰酶消化,快速贴壁法分离ESCs,细胞免疫荧光染色及流式细胞仪鉴定其标志分子;MTT法检测完全DMEM培养基、无血清KGM2培养基中ESCs增殖情况;制备3D打印支架材料,以ESCs为种子细胞,采用微挤压3D生物打印技术打印皮肤组织,HE染色观察不同ESCs浓度的3D打印皮肤组织厚度,MTT法检测不同纤维蛋白原浓度对3D打印皮肤组织中细胞活性的影响;HE染色、免疫荧光染色观察3D打印皮肤组织的结构;透皮水分散失(Transepidermal water loss,TEWL)法、甲苯胺蓝渗透法检测3D打印皮肤组织的屏障功能。结果:细胞免疫荧光染色显示,第2代ESCs中β1整合素、角蛋白19阳性表达率>90%;流式细胞仪检测显示,CD71低表达的同时α6整合素高表达的细胞>90%。与完全DMEM培养基比较,ESCs在无血清KGM2培养基中的组24、48、72 h吸光度值均升高(P<0.05)。与2×106/ml比较,4×106/ml、6×106/ml时打印组织厚度增加,4×106/ml、6×106/ml打印组织厚度比较,差异无统计学意义(P>0.05),选用4×106/ml作为后续ESCs浓度用于打印皮肤。当纤维蛋白原作为支架材料,浓度为5~20 mg/ml时,对ESCs的活性无明显影响。免疫荧光染色显示,3D打印皮肤组织的表皮层、真皮层分层良好。正常皮肤、3D打印皮肤的表皮层厚度、TEWL值、甲苯胺蓝的渗透厚度比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:以人ESCs作为种子细胞,培养于无血清KGM2培养基,5 mg/ml纤维蛋白原作为支架材料,微挤压3D生物打印技术打印皮肤组织,获取的皮肤组织与正常皮肤具有类似的表皮层厚度与屏障功能。[关键词]人表皮干细胞(hESCs);3D生物打印;生物医学工程;皮肤组织;屏障功能
[中图分类号]R726.2" " [文献标志码]A" " [文章编号]1008-6455(2025)09-0024-06
Preliminary Study on 3D Bioprinting Skin Tissue Using Human Epidermal Stem Cells
GUO Shenghong, LIU Guogang, WANG Huaying, XIE Liwei, ZHANG Haiyang
( Department of Dermatology ......
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