软透气装置培养骨肌肉 3D 在空气中构建

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.
• 生物混合机器人 生物混合机器人

背景情况:

• 三维 (3D) 骨肌肉组织培养对于组织工程和生物机器人学至关重要.
• 目前的方法需要仿生支架和生物物理刺激来有效地发育组织.
• 越来越需要灵活的生物混合设备,这些设备在实验室环境之外发挥作用.

研究的目的:

• 开发一种可伸缩和可 perfusable 装置,用于持续的 3D 骨肌肉细胞培养.
• 创建一个肌肌 (TMT) 装置,模仿本地肌肉结构,用于机械刺激.
• 在现实环境中实现生物混合设备的长期功能.

主要方法:

• 软,多孔的聚氨脚手架的制造,包裹在一个膜.
• 集成空洞通道用于流体和机械接口.
• 使用聚多巴胺和纤维菌素涂层优化细胞粘附.
• 通过模拟来评估机械刺激能力和流体动力学.
• 在二氧化碳化器之外,在 perfusion 下证明细胞活力.

主要成果:

• 肌肌 (TMT) 装置成功地在3D支架中维持了细胞培养.
• 该设备承受了多个延长周期,模拟了机械刺激协议.
• 计算流体动力学证实了安全的剪切应力水平 (<2Pa) 和细胞培养的最佳流体速度.
• 在二氧化碳化器外的 perfusion 下,细胞活力的持续时间达到了 24 小时.

结论:

• 拟议的TMT装置为结合多种生物物理刺激提供了一个平台,以增强骨肌肉在体外的分化.
• 这项技术有助于开发肌肉驱动的生物混合软机器人,提高了长期可操作性.
• 该设备为高级应用程序创建功能骨肌肉结构提供了一个有前途的方法.