マルチスケラー生物の設計のためのサクリフィシャルキャピラーポンプ

科学分野:

• バイオマテリアル科学
• 組織工学
• 再生医療

背景:

• 自然の組織は複雑な多層構造で 生物学的機能を制御しています
• 現在のバイオプリントとフォトアブラーションの方法は,大規模構造とサブセルラー解像度の両方を達成する上で制限に直面しています.
• 血管樹のような多層生物学的モチーフを 柔らかい水凝土で作り出すことは 依然として大きな課題です

研究 の 目的:

• 柔らかい天然ヒドロゲルで多層構造を製造するための新しい方法を開発する.
• 既存の添加および減量バイオ製造技術の限界を克服する.
• 血管ネットワークを含む複雑な組織構造の作成を可能にし,複数の長さのスケールで高精度です.

主な方法:

• 鋳造中に避難のためのガリウムベースのエンジニアリングされたサプリフィカル毛細血管ポンプ (ESCAPE) を利用しました.
• ゲオメトリカル・コンストラクション・プロセスから分離したバイオマテリアルの選択
• 柔らかいヒドロゲルの中で最初の幾何学的な創造のための非生物互換のツールを使用しました.

主要な成果:

• 柔らかい天然ヒドロゲルでマルチスケーラー構造を成功裏に生成し,細胞スケール (<10μm) とミリスケールの特徴を達成しました.
• 300μmの動脈小管から微小血管までの直径を持つ,細胞に負荷された血管樹を製造した.
• 血管壁の内面の微細なパターニングを細胞の指向と血管異常のような微細な構造の設計のための地形学的なヒントで実証した.

結論:

• ESCAPEモールディングは,柔らかいバイオマテリアルの複雑な多層形の製造のための多用途のプラットフォームを提供します.
• この技術は,組織工学における以前の技術的障壁を克服し,以前はアクセシブルでなかった in vitro 組織アーキテクチャを可能にする.
• 先進的な組織モデルや 再生医療の応用には 複雑で多層構造の設計が必要です