摘要：背景:构建三维的预血管化系统,对于大尺寸、复杂三维结构组织内细胞的存活和功能表达均具有决定性作用。因此,寻找一种合适的预血管化策略已成为3D生物打印大尺寸、复杂三维组织亟待解决的问题。目的:对3D生物打印大尺寸、预血管化三维结构进行初步的探索。方法:用逆向工程软件Catia设计三维生物打印蓝图;以改装后的桌面级双喷头3D打印机为生物打印机,以聚乙烯醇为牺牲材料打印牺牲骨架;以大鼠骨髓间充质干细胞、海藻酸钠、琼脂糖和纳米纤维素溶液的混合物为细胞生物墨水。根据预先设计的参数进行生物打印,构建具有三维流体通道的组织工程三维结构体。观察打印获得的三维结构体,评价打印后及材料溶解后的细胞活性;体外培养打印获得的结构体,并用Alamar Blue试剂盒检测细胞在三维结构体中的增殖。结果与结论:利用Catia软件设计出了具有微孔的外壁及内部纵横交错的微管结构的双喷头打印模型,用该三维生物打印技术构建出具有自定义尺寸(尤其是高度)和预血管化的三维结构,结构体中细胞12h的存活率为(95.47±0.54)%,随着体外培养时间的延长,细胞存活率下降并稳定在80%以上。随着培养时间的增加,构建体中的细胞增殖呈上升趋势。结果表明:该生物打印方法可用于通过使用各种生物水凝胶材料制造不同特性的三维结构体,在生物制造具有临床相关尺寸的预血管化的复杂组织器官方面具有潜力。

摘要：背景:自体组织工程化骨髓间充质干细胞移植是治疗早期股骨头坏死最常用方法之一,目前尚无专用的移植器具,该手术移植过程耗时、费力、繁琐,不利于该手术临床推广。目的:研制一种配套、高效、专用的移植器,解决股骨头髓芯减压过程中干细胞移植困难的问题。方法:利用计算机辅助设计软件对该专用移植器实体建模,3D快速打印出实物。于股骨头髓芯减压联合骨髓间充质干细胞移植术中测试该专用移植器性能,比较使用专用移植器与使用传统器械手术的手术时间、术中出血量、干细胞/生物纤维胶原复合物遗漏量目测类比评分、医生满意度评分。结果与结论:(1)利用3D打印技术快速研制出了一款专用移植器;(2)与对照组比较,试验组手术时间、术中出血量、干细胞/生物纤维胶原复合物遗漏量目测类比评分、医生满意度评分均显著改善,差异有显著性意义(P<0.05);(3)计算机辅助设计软件及3D打印技术是适合一线临床医生自主研发的高效手段。研制的专用移植器较完美的解决了细胞/生物纤维胶原复合物移植耗时、费力、繁琐的问题。