生物3D打印BVZ负载微粒胶原蛋白靶向病理性血管生成

病理性血管生成是骨关节炎等慢性疾病的关键因素。其中，血管内皮生长因子（VEGF）会介导病理性血管生成，从而引发软骨退化和骨关节炎。同时，抗VEGF贝伐珠单抗（BVZ）已被证明成为阻断骨关节炎软骨病理性血管生成的活性因子。

Anna Abbadessa及团队成员在《Journal of Controlled Release》上发表《Biofunctionalization of 3D printed collagen with bevacizumab-loaded microparticles targeting pathological angiogenesis》。研究人员通过生物3D打印，对一种胶原蛋白进行了生物功能化处理后加入 BVZ 微颗粒，以靶向骨关节炎软骨和半月板中的病理性血管生成。

制备负载微粒

首先，研究微颗粒配方并确定参数。通过水包油包水(W1/O/W2)双重乳液的油相溶剂蒸发过程，制备了由封端聚乳酸（PLGA）组成的微颗粒，并进行部分改动。

 体外测试 

其次，在3D血管模型中对两种选定的制剂进行体外测试，以研究释放BVZ的抗血管生成活性及其对细胞代谢活性的影响。

为了确定微囊化BVZ的生物活性，对两种参数的微粒在GFP-HUVEC和hbMSC负载纤维蛋白凝胶上进行了抗血管生成活性测试。由于纤维蛋白凝胶性质的高可重复性和简单的浇注程序便于高通量研究，因此将其作为细胞载体。此外，研究表明，纤维蛋白凝胶能够支持内皮细胞增殖、细胞附着和迁移，从而形成类似毛细血管的结构。

与2D细胞培养模型相反，细胞封装在3D基质中可以提供更具生理学意义的环境，并更有利于血管生成的发生。

 生物3D打印 

第三，研究微粒对胶原蛋白墨水在生物3D打印中的影响，并评估制备复杂结构的可行性。

为了评估载有微粒的胶原蛋白墨水在生成临床相关形状方面的3D打印能力，制造了具有典型C形和楔形垂直剖面的半月板状结构，以及基于通用模型的类人鼻和耳廓结构。

所有3D打印结构保持了高度的形状保持能力，随着时间的推移，无需化学交联也可以保持稳定性。同时，这些复杂结构表明，所研究墨水的适用性可以扩展到不同组织。

结论

本文中，通过生物3D打印技术把BVZ微囊化，制造出装载抗血管生成微颗粒的支架，来靶向OA软骨和半月板中的病理性血管生成。使用3D打印胶原墨水在组织工程应用中已广泛报道，但大多局限于简单的结构打印。这项研究的独特之处在于将抗血管生成药物输送系统与胶原墨水结合，实现无需支撑材料的复杂空心结构的3D打印。

未来将重点研究微粒子载体表达的药物从胶原支架中的释放特征，在体内性能方面可能会受到其他因素的影响。该研究使用的生物材料均为FDA批准并且临床使用的成分，这将有望加速该生物材料的临床应用。该方法有可能扩展到其他病理性血管生成的疾病，如癌症和老年性视网膜病变等。

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