用类树脂增强的生物墨水用于异质和仿生体外模型的3D生物打印
Ke Zhou1, Rongjian Ding1, Xiwang Tao1
1Research Institute for Biomaterials, Tech Institute for Advanced Materials, Bioinspired Biomedical Materials & Devices Center, College of Materials Science and Engineering, Jiangsu Collaborative Innovation Center for Advanced Inorganic Function Composites, Suqian Advanced Materials Industry Technology Innovation Center, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China.
Acta biomaterialia
|August 12, 2023
概括
这项研究引入了一种新型的基基增强生物墨水 (HC-PDN),可以克服天然水凝对3D生物打印复杂组织的局限性. 增强的生物墨水可以创建具有卓越功能和形状忠实性的仿生肝组织模型.
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.
- 在3D生物打印中使用3D生物打印
背景情况:
- 开发先进的生物墨水对于使用3D生物打印制造复杂的体外模型至关重要.
- 自然衍生的水凝,虽然模仿细胞外基质 (ECM),但往往缺乏复杂结构的机械强度.
- 现有的生物墨水在平衡机械性能,生物相容性和可打印性方面面临着挑战,用于各种组织工程应用.
研究的目的:
- 解决3D生物打印中天然水凝的局限性,通过开发一种基体增强生物墨水 (HC-PDN).
- 提高生物墨的机械性能,质行为和生物相容性,用于制造复杂的组织模型.
- 证明HC-PDN在构建异质,仿生肝组织模型中的应用.
主要方法:
- 通过将体-体分支聚乙烯甘醇 (PEG) 与末端移植的诺伯 (PDN) 和氨酸修饰的氨酸 (HA) 结合起来,制备一种新的生物墨水 (HC-PDN).
- 利用乙烯点击化学来增强交叉连接,改善机械和质性质.
- 生物打印复杂结构,包括使用HepG2,LX-2和EA.hy.926细胞的异质肝组织模型.
主要成果:
- 与甲基化氨酸 (HAMA) 相比,HC-PDN表现出更好的机械强度和风湿性质,反应性氧物种 (ROS) 积累减少.
- 生物墨水促进了复杂结构的打印,具有卓越的形状忠实性和柔软的矩阵微环境.
- 生物打印肝脏模型成功复制了肝脏的关键功能,包括内皮屏障功能,肝功能和药物代谢酶活性.
结论:
- 体体增强生物墨水 (HC-PDN) 显著扩大了天然生物墨水用于3D生物打印的能力.
- HC-PDN为创建具有增强结构完整性和生物功能的先进体外模型提供了一个有前途的平台.
- 这项工作证明了树脂的潜力,以提高生物墨的性能,为在组织工程和再生医学更广泛的应用铺平了道路.
