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研究背景周围神经损伤后,神经再生缓慢且不完整,对患者的功能恢复不利,易产生继发性残疾和损伤症状。神经间隙修复研究中,自体神经移植受限仍是临床治疗的关键挑战。在神经再生医学领域中,外周神经支架的制备和移植促进神经组织工程的发展,神经细胞延伸在神经组织工程中具有重要作用,目前静电纺丝、微图案和自组装等技术已广泛应用在制备仿生支架中,以模拟天然神经组织,引导神经细胞延伸。设计周围神经组织支架中,微观和宏观环境的整合十分重要起着至关重要的作用。因此,开发多尺度支架,增强3D神经元成熟和伸长仍然具有挑战。研究目的本研究结合微流控技术制备水凝胶微球模块化生物墨水,结合3D打印技术制备多尺度复合支架,整合3D微观和宏观环境模拟天然神经组织。探讨基于甲基丙烯酸酐化明胶/壳聚糖复合微球(GelMA/Chitosan Microspheres,GC-MS)制备良好的神经细胞微环境,促进PC12细胞和突起的伸长。基于微球作为模块化生物墨水对3D多尺度复合支架进行生物打印,研究打印的多尺度支架中PC12细胞和RSC96细胞的共培养体系,评估神经元样突起生长和雪旺细胞增殖。研究方法1.使用微流控技术制备GC-MS,分析其基本表征,使用显微镜分析GC-MS的粒径分布和扫描电子显微镜观察GC-MS表面微观结构;2.将荧光标记的NGF加载到GC-MS中,分析微球的溶胀度和NGF荧光强度的变化,研究NGF持续释放的情况;3.使用Live/Dead试剂盒,检测GC-MS上PC12细胞的存活率,使用Alamar Blue试剂盒检测PC12细胞的增殖情况,并使用荧光染色和扫描电镜方法分析PC12细胞的形态结构;4.将GC-MS和GelMA水凝胶混合制备复合模块化生物墨水,3D打印制备复合支架,并使用荧光显微镜分析复合支架结构,评估PC12细胞和RSC96细胞的共培养体系神经修复的应用。结果1.使用微流控技术制备GC-MS,分别注入不同流速水相溶液(10,15,20 μL/min)和油相溶液(75,225,300,450,600μL/min),制备54±5μm到350±21μm粒径的GC-MS;2.将PC12细胞接种在GC-MS上,发现GC-MS有良好的生物相容性,加载NGF的GC-MS促进PC12细胞的轴突生长。3.3D打印GC-MS/GelMA模块化生物墨水,制备多尺度复合支架,将PC12细胞与RSC96细胞共培养,荧光染色的结果表明了支架内细胞的生长情况。结论结果表明,GC-MS在支架中为神经细胞生长提供了良好的微环境,促进突起的生长,3D打印的水凝胶网络模拟神经外膜层的3D宏观环境,提供雪旺细胞和神经细胞结构,这种模块化复合支架在神经组织工程中具有发展潜力。