高细胞密度血管化肝脏组织3D生物打印研究新进展

近日，中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院顾奇团队在国际顶尖期刊Advanced Materials期刊上发表题为《A Microgel–Hydrogel Hybrid for Functional Compensation and Mechanical Stability in 3D Printed Cell-Dense Vascularized Liver Tissue》的研究成果，该研究得到了国家干细胞资源库共享的人胚干细胞（hESC）、人皮肤成纤维细胞（HFF）以及人脐带间充质干细胞（hUC-MSC）的有力支撑。

图1 高质量细胞资源助力国际高水平论文发表

肝脏需要大量功能细胞和复杂血管网络来执行基本的生理功能，因此生物3D打印高细胞密度（约10^8细胞/mL）的肝组织在急性肝衰竭治疗中显示出巨大的应用前景。该研究研发了一种基于微凝胶-水凝胶复合的新材料，利用化学交联和物理缠结形成具有异质性的网络结构，能够装载高细胞密度的肝细胞；通过嵌入式生物打印技术实现多尺度管网构建，具有机械完整性和直接血管吻合能力。体外和体内实验证明了该材料的机械性能、生物相容性、促血管生成能力以及对肝细胞功能的支持能力，最终在大鼠急性肝损伤模型中实现了快速的功能补偿，为急性肝衰竭等严重肝脏疾病的治疗提供了新的策略和希望（图2）。

   图2 生物3D打印构建用于可植入的血管化肝组织的微凝胶

该研究使用的hESC、HFF和hUC-MSC是由国家干细胞资源库自主建立，具有来源清晰，质量合规、全流程可追溯等特点。HFF与人脐带静脉内皮细胞共同培养形成细胞聚集体，驱动微凝胶-水凝胶内毛细网络的自动组装与分支；hUC-MSC作为基质支持，促进细胞在三维支架中的粘附、铺展及纤维生成；hESC分化来源的心肌细胞在微凝胶-水凝胶复合材料中培养20天后出现自主节律性收缩，充分证明了复合材料对细胞生理功能的优异支持能力。三种细胞类型在材料体系内的协同作用，为后续心血管组织工程和体外构建复杂功能组织奠定了坚实基础。

国家干细胞资源库是由国家科技部和财政部批复的国家科技资源共享服务平台，持续开展细胞资源收集和共享工作。诚邀您参加干细胞、细胞和类器官等生物资源的收集计划，收集并共享您团队的资源（图3）。您可以在保留资源所有权的同时，提高资源价值和利用效率，加速研究领域发展进程。

图3 细胞收集流程

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    原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413940

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