生物墨的有针对性的微异质性允许复杂结构的3D打印,提高分辨率和细胞活力

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 生物技术是生物技术.
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 三维 (3D) 生物打印提供了多功能生物医学应用.
• 理想的生物墨水需要复杂的微环境,良好的打印能力和高细胞活力.
• 基于凝的生物墨水被广泛使用,但可用于高级应用程序进行改进.

研究的目的:

• 在1-100微米长度尺度上开发增强基于凝的生物油墨异质性的策略.
• 为了提高3D生物打印结构中的打印质量和细胞活力.
• 描述微异质性对生物油墨机械性能和打印能力的影响.

主要方法:

• 利用多个粒子跟踪微观学来进行水凝异质性的空间和微机械表征.
• 通过将聚乙烯醇添加到凝凝中,引入微异质性,诱导微相分离.
• 创建了凝/纳米粘土复合材料,以研究增强生物油墨特性的替代方法.

主要成果:

• 聚乙醇的添加形成了凝中的粘性含,导致更好的滑动和更高的印刷质量.
• 聚乙醇和纳米粘土的策略都为人类肝细胞癌 (HepG2) 和正常的人体皮肤纤维细胞 (NHDF) 细胞带来了高活力.
• 凝/纳米粘土复合材料显示,凝骨折的临界应力降低,方便挤出并改善可打印性.

结论:

• 通过微相分离对微异质的有针对性的引入对于高分辨率的3D生物打印是有效的.
• 实现良好的打印质量需要异质性比所需的特征大小小得多.
• 这些增强的生物墨水显示出制造具有高细胞活性的复杂3D组织结构的前景.