以紫外光交聯之複合式生物墨水包覆人類脂肪幹細胞於生醫組織工程的應用

Abstract

在現今社會中，3D列印技術越來越被人們所重視。隨著時代的遷移，3D列印這項技術成長迅速，尤其是生物列印的發展，對生醫材料組織工程有甚大的貢獻。生醫產業可以透過3D列印將人體組織及器官立體化，嘗試結合細胞組織工程，模擬及研發出真正生物相容性的材料，甚至希望達到一定功能性的模具，帶給社會大眾一股新的替代方案。 角蛋白是一種纖維的結構蛋白，其特色為具有高硫成分，和其他種類的天然蛋白質最大的差異在於角蛋白具有大量的由半胱胺酸所構成的雙硫鍵結構。角蛋白是最堅韌的生物材料之一，然而因為雙硫鍵和其他結構交聯形成穩定的三維結構，使其在環境中具有高化學穩定性，導致不可降解，因此阻礙了角蛋白的實際應用。近年來已經研究出許多可溶性角蛋白的提取方法，如氧化法與還原法。可溶性角蛋白在生醫領域應用相當具有優勢，例如傷口護理、組織重建與藥物輸送等。然而不論是氧化法或是還原法皆會破壞角蛋白內的雙硫鍵，導致可溶性角蛋白應用受到限制，因此許多團隊致力開發具有良好機械性質與生物降解性的角蛋白材料。我們透過改製角蛋白和幾丁質來進行交聯成膠，來克服可溶性角蛋白不強的機械強度。 細胞球比2D細胞環境多了一個維度，不僅能體現細胞在組織中實際的生長狀況，還能促進ECM的生長，更能模擬出人類體內的3D結構。此外，將人類脂肪幹細胞和人臍靜脈內皮細胞一起培養成共細胞球，不但能利用細胞球的優勢，也增強細胞於傷口血管的新生。 在此研究中，藉由將共細胞球溶於改質後的角蛋白，搭配3D生物列印，希望將此應用於生醫組織工程上，帶給醫療技術新的發展與趨勢！