【3D生物列印】技術在唾液腺組織工程中的創新應用

【3D生物列印】技術在唾液腺組織工程中的創新應用

在現代醫學科學的不斷發展下，傳統的唾液腺組織工程方法一直面臨著無法很好地模擬原生唾液腺的複雜結構和異質細胞群的挑戰。本文將介紹一種創新的解決方案，即以【3D生物列印】技術，搭配受自然啟發的兒茶酚共軛透明質酸環境（NiCHE）創建塗層平台，為唾液腺組織工程帶來了新的希望。

目前唾液腺組織工程的挑戰

儘管在唾液腺組織工程中使用了多種材料作為支架，包括聚乳酸-乙醇酸共聚物、聚乳酸、聚乙醇酸和聚乙二醇水凝膠等，但它們都無法完全再現天然唾液腺的複雜結構和異質細胞群。此外，唾液腺組織在缺血和缺氧的環境下容易受損，而導致細胞死亡和組織損傷。

解決方法 - NiCHE塗層平台

為了克服這些挑戰，研究人員透過進行鍵結的透明質酸-兒茶酚塗層平台，名為NiCHE，其通過模仿胚胎期間基質中的透明質酸，促進了血管內皮細胞的增殖，而且這種增殖是由於與平台的直接相互作用，而不是透過可溶性因子的間接刺激。

因此NiCHE平台，具有廣泛的應用潛力，可應用於各種基材上，包括PC膜、瓊脂糖凝膠和PCL支架等。這個平台的關鍵特點在於它能夠模仿高度複雜的腺體結構，其中包括腺泡、肌上皮、血管內皮和祖細胞等多個細胞群，這種結構類似於體內發育完全的下頷腺。NiCHE平台可更有效地重建複雜的組織結構，提高了治療放射性乾口症等疾病的前景，因此，NiCHE平台有望成為唾液腺組織工程的有效解決方案。

【3D生物列印】技術的應用

此研究將【3D生物列印】技術應用於唾液腺組織工程中。研究人員使用3D生物列印技術製造了PCL支架，並將其用於培養唾液腺組織。這些PCL支架不但具有高孔隙率，能讓培養基通過孔隙進入組織，還創造了空氣-培養基均衡的界面。

此外，研究人員還在PCL支架上應用了NiCHE塗層，以增強支架的支持能力和細胞的黏附性，幫助支架改質。成功地實現了使用【3D生物列印】進行唾液腺組織的重建。

上圖為NiCHE塗層平台在不同基質上培養的eSMGs的生長狀況。

透過在HACA(透明質酸 - 兒茶酚)塗層的PC膜 (傳統培養法)、較堅硬的4%瓊脂(親水性)和搭配【3D生物列印】的PCL(疏水性)支架上培養，eSMGs的芽發率在搭配【3D生物列印】的支架上是最高的。

此外，HACA塗層還能減少凋亡活性、增強血管分支和促進祖細胞的增殖活性(CD31是一種用於辨識和標記血管內皮細胞的蛋白質標記物，可用來評估細胞增殖和分支形態的發生)。這些結果表明NiCHE塗層平台在改善eSMGs的生長和功能方面非常具有潛力。

未來應用前景

研究的結果表明，NiCHE塗層平台結合【3D生物列印】技術能夠增強唾液腺組織工程中的血管內皮細胞增生。這種增強是由於平台與細胞的直接相互作用，這一發現具有重要意義。進一步的實驗也表明，這種平台可以輕鬆應用於其他上皮器官的再生和組織工程，如腸、肺和腎臟，為未來的醫學應用提供了更廣泛的可能性。

總之，【3D生物列印】技術和NiCHE塗層平台的結合為唾液腺組織工程帶來了新的希望，有望改善乾口症患者的生活質量並促進組織再生的研究。隨著這一領域的不斷發展，我們可以期待更多創新的方法和應用的出現，為醫學科學帶來更多突破。

參考文獻

NiCHE Platform: Nature-Inspired Catechol-Conjugated Hyaluronic Acid Environment Platform for Salivary Gland Tissue Engineering. 2020.

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