纤维注入的凝支架引导心肌细胞在3D打印的心室中对齐
Suji Choi1, Keel Yong Lee1,2, Sean L Kim1
1Disease Biophysics Group, John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Boston, MA, USA.
Nature materials
|July 27, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的水凝墨水,使用凝纤维3D打印心脏支架. 这项创新指导心肌细胞的自我组织,在体外为组织工程创造功能性,仿生性心脏组织.
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.
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 水凝对组织工程具有前景,但在复制有机体发育的复杂微观结构方面存在困难.
- 现有的方法缺乏创造细胞自我组织到功能性器官模型所需的等级特征的能力.
研究的目的:
- 开发一种可3D打印的新型水凝墨水,采用预制的等纤维.
- 创建3D器官层次的支架,模仿心脏组织的层次组织.
- 在体外促进细胞自我组织和异型组织的形成.
主要方法:
- 开发一种用预制的等纤维制成的水凝墨水.
- 3D打印独立的脚手架,利用墨水的定制形学和受控的sol-gel过渡.
- 在挤出过程中利用剪切诱导的纤维对齐,提供微尺度的几何线索.
- 在印刷的支架上培养人类心肌细胞,以评估自我组织和组织发育.
主要成果:
- 凝纤维-水凝墨水允许精确打印复杂的3D结构,没有支持材料.
- 剪切对齐的纤维成功地引导心肌细胞自我组织到异型肌肉组织中.
- 3D打印的心室模型展示了生物模拟的异构体电生理学和收缩功能.
结论:
- 在水凝油墨中预制的凝纤维对于创建仿生3D心脏组织模型是有效的.
- 这种方法克服了复制微结构特征的局限性,用于先进的组织工程.
- 开发的方法具有重要的潜力,可以为再生医学应用工程功能性,器官级组织.
