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 【科研摘要】

干細胞的3D打印為再生醫學的組織工程提供了巨大的機會。然而，由于將細胞封裝在生物材料中時營養的滲透距離受到限制，導致營養不足的環境，因此開發新的生物活性材料以合理地增強干細胞的活力仍然是一項巨大的挑戰。

最近，中國科學院動物研究所顧奇研究員/中國科學院化學研究所王樹研究員團隊設計了陽離子共軛聚噻吩衍生物聚[3-（3'-N，N，N-三乙氨基-1'-丙氧基）-4-甲基-2,5-噻吩鹽酸鹽]（PMNT），集成到陰離子明膠/藻酸鹽基質中以開發新的3D可生物打印的共軛聚合物油墨Gel/Alg/PMNT，而靜電相互作用可以幫助PMNT固定在油墨內部而不會造成嚴重的擴散損失。原則上，已證實PMNT通過驅動細胞周期并上調生物合成和代謝途徑中的基因表達，從而在無血清培養基中促進人臍帶間充質干細胞（hMSC）增殖。

通過與hMSCs一起使用3D生物打印策略，通過使用Gel/Alg/PMNT墨水的增強干細胞療法進一步實現了全層切除傷口的加速愈合，其中通過誘導性刺激PMNT可以有效地促進hMSC的增殖。所開發的共軛聚合物油墨Gel/Alg/PMNT固有的高度生物活性和促進增殖的特性極大地克服了營養不足的環境，尤其是在3D打印的大型體系結構中。具有生物活性的聚噻吩材料具有獨特的能力，無需血清即可促進干細胞增殖，從而為組織重建中的3D生物打印提供了新的生物墨水。相關論文以題為3D Bioprinting of Polythiophene Materials for Promoting Stem Cell Proliferation in a Nutritionally Deficient Environment發表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。

【主圖導讀】

PMNT結構圖

示意圖1.促進無血清培養基中干細胞增殖以促進傷口愈合的生物活性聚噻吩墨水的示意圖

圖1. PMNT在無血清培養基中促進hMSC增殖的機制。

圖2. Gel/Alg/PMNT油墨的材料特性和生物可打印性。

圖3. Gel/Alg/PMNT墨水的生物相容性和細胞增殖促進能力。

圖4. 通過Gel/Alg/PMNT在體內加速全層傷口愈合。

圖5. Gel/Alg/PMNT加速愈合速率的機制。

圖6.在Gel/Alg和Gel/Alg/PMNT中植入的GFP hMSC的體內細胞成像，以及Gel/ Alg/PMNT墨水在體內的生物降解能力。

參考文獻：

doi.org/10.1021/acsami.1c04967