用于子宫组织工程和防粘连屏障的多层仿生聚己内酯/子宫细胞外基质支架:基于3D打印近场熔融电写技术

root 提交于 周三, 09/16/2026 - 12:47
背景:术后子宫粘连仍是临床面临的重大挑战,常导致不孕和严重的盆腔疼痛。现有抗粘连屏障在机械强度、组织特异性或生物活性方面存在不足,难以满足子宫组织最佳再生的要求。为克服这些局限性,我们通过将可调控的聚己内酯(PCL)网格与由脱细胞子宫细胞外基质(dUECM)衍生并经海藻酸钠(Alg)增强的生物活性水凝胶相结合,构建了一种仿生多层支架,以模拟子宫肌层和浆膜层的结构与功能复杂性。材料与方法:采用近场熔融电写(MEW)技术制备具有不同填充角度(90°、60°、45°和30°)的精密工程化PCL网格,随后将其浸渍于海藻酸盐-dUECM水凝胶中。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和接触角测量对复合支架进行全面的理化表征。采用单轴拉伸试验分别在干态和湿态下评价其力学性能。对支架进行为期10天的溶胀和降解性能评估。采用hTERT-HM细胞,通过活/死细胞染色、MTT、扫描电子显微镜(SEM)以及针对α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和DAPI的免疫细胞化学染色开展体外评价。结果:FTIR和TGA分析结果证实水凝胶成功引入PCL网格;接触角研究进一步支持了这一结果,显示材料亲水性显著增强:在30°组中,水凝胶浸润样品的静态接触角由纯PCL的113 ± 4°降至60 ± 12°。力学测试表明,湿态复合支架的刚度高于水合状态下的天然子宫组织。细胞培养实验确认支架具有优异的细胞相容性和促细胞增殖能力,其中30°填充结构表现尤为突出。免疫荧光结果显示,所有组均具有较强的α-SMA表达和良好的细胞骨架组织,表明子宫平滑肌细胞发生了表型成熟。结论:在所有组别中,浸渍Alg-dUECM水凝胶的30° MEW网格在机械韧性、降解特性、润湿性和细胞相容性之间实现了最为均衡的组合。该结构最接近子宫外层肌层组织的生物学特征,使其成为一种极具前景的组织再生及生物功能性抗粘连屏障支架。

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Xiongbiao Chen

doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751266

Abbas FAZEL ANVARI YAZDI 1 萨斯喀彻温大学;

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背景:术后子宫粘连仍是一个重大的临床挑战,常导致不孕和严重的盆腔疼痛。目前的防粘连屏障在机械强度、组织特异性或生物活性方面存在不足,难以满足子宫组织最佳再生的要求。为解决这些局限性,我们开发了一种仿生多层支架,通过将可调控的聚己内酯(PCL)网格与由脱细胞子宫细胞外基质(dUECM)衍生、并以海藻酸钠(Alg)增强的生物活性水凝胶相结合,仿造子宫肌层和浆膜层在结构与功能上的复杂性。

材料与方法:采用近场熔融电写技术(MEW)制备复合支架,构建具有不同填充角度(90°、60°、45°和30°)的精密工程化PCL网格,随后将其浸渍于海藻酸盐-dUECM水凝胶中。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和接触角测量,对支架开展全面的物理化学表征。通过单轴拉伸试验,在干态和湿态下评估其力学性能。对支架进行为期10天的溶胀和降解评价。采用hTERT-HM细胞,通过活/死染色、MTT、扫描电子显微镜(SEM)以及针对α-SMA和DAPI的免疫细胞化学染色开展体外评价。

结果:FTIR和TGA分析结果证实水凝胶成功引入PCL网格;接触角研究进一步支持了这一结果,其显示材料亲水性显著增强。在30°组中,静态接触角由纯PCL的113 ± 4°降至水凝胶浸润样品的60 ± 12°。力学测试显示,湿态复合支架的刚度高于水合天然子宫组织。细胞培养实验表明,支架具有优异的细胞相容性和促进细胞增殖的能力,其中30α填充结构表现尤为突出。免疫荧光结果显示,所有组均具有较强的α-SMA表达和细胞骨架组织,表明子宫平滑肌细胞发生了表型成熟。

结论:在所有组别中,浸渍Alg-dUECM水凝胶的30α MEW网格在机械韧性、降解特征、润湿性和细胞相容性之间表现出最均衡的综合性能。该结构最接近子宫外层肌层组织的生物学特征,因此有望成为一种极具前景的组织再生支架和具备生物功能的防粘连屏障。

利益冲突声明

基金资助信息声明

加拿大自然科学与工程研究委员会, https://ror.org/01h531d29 ,RGPIN 06369-2019 ,2020-05315

版权

本预印本的。

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发表于2026年9月15日。

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bioRxiv 2026.09.13.751266; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751266

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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.13.751266v1?rss=1

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