国际生物打印杂志《International Journal of Bioprinting》2023年7月刊登了由我院与上海大学、上海市生物医药科技发展中心共同发表的基于外泌体的生物3D打印墨水在组织工程和再生医学中的应用的综述论文。我院基因所交叉技术研究组组长王志敏研究员与上海大学郏佳教授为共同通讯作者。
生物打印是一项用于组织工程和再生医学的新兴技术。尽管生物打印在体外能够快速、准确地制造组织和器官,但由于生物打印细胞所需的具有足够生物活性的细胞外基质的再生方法有限,使得生物打印受到限制。
外泌体是含有蛋白质、脂质或遗传物质的天然生物颗粒,由于其独特的性质和功能,为生物打印提供巨大的潜力。传统3D支架的生物打印生物墨水(海藻酸盐、明胶和胶原蛋白等),具有生物惰性、生物降解性差等局限。与传统生物材料相比,外泌体在细胞中表现出更高的生物活性、靶向性、信号传导和药物释放能力。外泌体也通过特殊的信号通路(集)有效影响细胞的活性和发育,避免免疫反应。另外,一些干细胞来源的外泌体也体现出免疫调节作用和组织再生能力。
本文回顾了外泌体生物打印在组织工程和再生医学领域的最新进展。概述了外泌体的基本性质,介绍了生物墨水以及打印方式,系统性地回顾了近几年来外泌体的生物打印在骨工程、血管工程、神经治疗和皮肤损伤等生物医学方面的应用以及目前外泌体的生物打印所面临的挑战。这些挑战包括,如何获得高质量外泌体以用于生物打印。这不仅仅在于如何制备用于专一应用场景的外泌体,用于生物墨水。其次,确保将外泌体介入打印的过程中保持足够的生物活性,这也是一大挑战。最后,生物打印目前虽然可以制造多种组织和器官,但目前对外泌体的应用十分有限,与之功能和临床应用的研究非常不足。
该文章也获得我院省部级重点实验室创新能力专项资助。