鼻中隔软骨是透明软骨,是一种特殊类型的结缔组织,没有血管、神经和淋巴管。鼻中隔软骨由约1%的软骨细胞和 99%的细胞外基质组成,具有特定的机械性。先天性鼻中隔缺损引起的鼻畸形少见,常见的鼻中隔缺损大多由肿瘤切除和创伤引起。鼻中隔缺损常伴有面部畸形,对患者的生活质量和心理产生重大影响。由于鼻中隔软骨的自我修复能力差,缺损的软骨很难依靠周围的正常软骨细胞进行自我修复,因此缺损往往导致不同程度的畸形和鼻功能障碍。如今,最常用的鼻中隔缺损修复方法包括假体植入或自体肋骨软骨和耳软骨,但使用这些材料进行缺损修复很容易压迫鼻子下部并导致通风不良。同时,使用自体软骨作为移植材料进行修复,存在二次损伤、塑形困难、易变形、植入后易吸收等缺点,而使用同种异体软骨进行修复可能会受到免疫排斥和相关疾病风险的影响,给患者带来极大的痛苦。虽然人造材料易于雕刻且不易吸收,但其体内植入引起的排斥反应和继发感染尚未得到很好的控制,在体内的长期稳定性也无法得到很好的控制。治疗软骨损伤细胞外囊泡主要结构为脂质分子层,来源于旁细胞外囊泡(EVs),包裹着各种核酸、蛋白质和各种分子,可以促进细胞间通讯。由于 EV 的尺寸只有纳米级,它们很容易被细胞吸收,使它们能够在细胞内释放核酸、蛋白质或细胞因子,并在促进细胞间通讯和诱导组织再生和修复方面发挥作用,由于其介导细胞间通讯的强大能力,EV 在各种临床疾病的治疗中大放异彩, 特别是心血管疾病皮肤伤口修复。传统的 EVs 培养方法大多采用 2D 法提取,即 EVs 采用干细胞单层培养法提取。然而,一些研究表明,2D 条件下 MSCs 的生长环境与体内天然干细胞的生长环境有很大不同,这使得 MSCs 分泌的 EVs 在干性和功能上非常有限。近年来,许多研究表明,在 3D 环境中培养的 MSCs 分泌的 EVs 显著提高了促进细胞增殖和细胞间通讯的能力。本研究使用 3D 环境中培养的干细胞 EVs,通过 3D 同轴打印的方式将 EV 装在水凝胶中,模拟体内外细胞的三维环境。我们设计了一种复合 PLGA 静电纺丝支架水凝胶,用于 3D EV 的持续释放,从而促进鼻中隔的修复。研究表明,3D EVs可以有效促进软骨细胞间质基质(ECM)的沉积,促进软骨细胞的增殖和迁移,从而促进 EVs 在修复鼻中隔缺损方面的巨大潜力,但至今尚未报道。
作为近年来的热门话题之一,EV 在组织修复和器官功能调节中的作用越来越大,在我们的研究中,我们首次使用 3D 打印的 EV 与组织工程生物支架相结合来修复鼻中隔的缺陷。传统上,组织修复通常是通过将干细胞注射到缺陷部位来实现的,但尽管干细胞疗法可以在修复中发挥作用,但干细胞移植的安全性和伦理方面仍然存在争议,越来越多的研究表明,干细胞通过 EVs 作为培养基在体内发挥作用。我们的目的是不仅让大家知道目前 3D 生物打印技术新的突破,更让大家知晓 3D 生物打印技术能为患者提供一种更加个性化、精准且低风险的鼻中隔修复方案。故期待这项技术为临床治疗提供一种全新的、有效的鼻中隔修复方法,推动耳鼻喉科领域的技术革新,让每一个因鼻中隔缺损问题而困扰的患者都能重拾自信与笑容!
来源: 中国生物材料学会