放射性食管炎的特征是食道发炎，会导致不良后果，包括不适，疼痛甚至死亡。约25％的放射性食管炎患者进食障碍或需要插管的疾病。这些问题可能会通过干扰适当的饮食摄入而最终影响患者的康复。然而，目前尚无放射食管炎患者的直接治疗方法，食入和反酸对受损的食管粘膜的有害影响仍未解决。已经提出了两种治疗方法：1）插入支架以打开狭窄的食道以减轻患者的吞咽困难，2）提供支持治疗。当前可用的治疗涉及旨在缓解症状的简单治疗干预。除了禁食，抗生素和肠胃外营养支持等几种支持疗法外，食管内生物活性分子或治疗药物的递送已显示可大大减轻食管炎症。然而，口服这种治疗通常需要重复递送，并且由于食道蠕动导致快速冲洗而可能导致功效有限。这突显了对设计用于靶向受损组织的基本治疗方式的需求，表明需要一种功能性医疗装置，通过该装置可提供持续的局部治疗效果而不会受到食道各种身体运动的干扰。
支架是一种广泛使用的医疗设备，它能从导管样组织的阻塞（例如动脉粥样硬化）中提供足够的通畅性，最近它发展成为一种能够输送包括抗增殖药，抗代谢药和免疫抑制药在内的药物的装置。目前，仍然没有直接治疗放射性食管炎的功能性支架。单独的食道支架不能减轻食道炎症，这导致组织无法抵抗放射性食道炎。
为了防止不良反应，可以根据其特定目的使用多种方法将几种药物加载到支架表面。常规几微米厚的载药涂层并不理想，细胞外基质（ECM）已广泛应用于以不同方式治疗各种类型的疾病，ECM可能对伤口愈合和组织再生具有直接作用，因此使其成为食管炎的有前途的治疗选择是合理的。
3D生物打印的出现允许组织工程构建体的高精度制造以及结构控制。这种3D生物打印技术通过以自动化方式直接操纵复杂的几何形状来制造3D结构具有广阔的前景。借助这种新颖的生物制造技术，基于ECM的水凝胶已成为制造3D生物打印结构的重要组成部分。在这项研究中，研究者利用食道来源的dECM（EdECM）水凝胶用于食管支架的制造，本研究是第一个打印EdECM水凝胶支架用于局部治疗放射性食管炎的研究。
图1.实验设计
生物墨水研究者提取食道来源的dECM（EdECM）水凝胶用于食管支架的制造，与1％和2％的EdECM水凝胶以及3％的胶原水凝胶相比，3％的EdECM水凝胶具有优异的剪切回复率，流变耐久性，稳定性和相对较低的降解率。因此，选择3％EdECM作为进一步体内应用的最佳水凝胶浓度。
图2墨水特性
图3墨水的流变特性
旋转复合生物3D打印食管支架该研究中使用的支架被设计满足三个要求：1）它包含一个外部开放式凹槽结构，可作为EdECM容器，从而在进食过程中提供了免于冲洗的保护；2）它足够灵活，可以适应颈部内的颈部运动3）将其牢固固定以防止支架迁移。
最终PCL和EdECM材料被交替复合生物3D打印在一个旋转轴上，一体打印成一个食管支架。
食管支架打印视频
图43D打印的多尺寸食管支架
放射性食管炎大鼠模型的建立在大鼠模型中建立了放射性食管炎，在其中观察到进行性病理特征，包括食物摄入，体重，食道病理和基因表达变化。这些结果表明，每级分5次剂量的12Gy可有效诱导大鼠放射性食管炎。因此，研究者使用该大鼠模型进一步评估了装有EdECM的支架在预防和治愈放射方面的有效性。
图5放射小鼠模型的建立
组织染色分析在与EdECM支架不相邻的区域（IRST-w/o支架）不明显的发炎。尽管如此，与IR组的组织学表现相比，IRST组无支架区域的食管组织在组织学形态和炎症反应方面均显示出更好的预后。
导管的导入装置
图6组织染色分析
图6植入支架16天的治疗效果
总结研究者开创性的提出了放射性食管炎的直接治疗干预策略。可以从食道的ECM中提取EdECM水凝胶以治疗食道炎。通过使用旋转复合生物3D打印技术，可以制造带有外部开放凹槽结构的PCL支架以装载EdECM水凝胶。在辐射性食管炎大鼠模型中评估了装载有EdECM的支架，并证实了其治疗效果，这表明局部治疗具有广阔的临床前景。
此外，这项研究表明，在不使用药物或细胞的情况下，组织特异性dECM水凝胶可以用作从辐射诱发的炎症中恢复的关键要素。它可以扩展到治疗其他基于炎症的局部损伤，例如伤口，烧伤或组织坏死。由于水凝胶可用于细胞包裹，因此这种组织特异性dECM水凝胶可作为各种所需药物的细胞载体的潜在生物材料。这项研究表明，装有组织特异性dECM水凝胶的支架可能成为有希望的平台，可用于输送治疗性细胞和/或药物来管理复杂多样的疾病。
参考文献Dong-HeonHa,etal.Therapeuticeffectofdecellularizedextracellularmatrix-basedhydrogelforradiationesophagitisby3Dprintedesophagealstent.Biomaterials,.DOI: