微3D打印蛋白质水凝的激光打印可以实时独立修改基板地形和弹性模量

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 细胞机械生物学 细胞机械生物学
• 微型制造业的微型制造

背景情况:

• 控制水凝阳模和地形对于理解细胞对基质性质的反应至关重要.
• 现有的方法往往缺乏独立控制,空间分辨率,或需要预先模式.
• 在微观尺度上对这些物理属性的动态操纵是研究细胞粘附,运动和分化所需的.

研究的目的:

• 为了证明对模和水凝细胞培养基底的拓形的独立控制.
• 扩展微型3D打印策略,用于创建动态的,用户定义的地形图案.
• 为了将地形变化与基板表面的模量变化脱.

主要方法:

• 采用了两步微型3D打印过程,包括激光扫描生物打印和随后的水凝重新扫描.
• 采用脉冲近红外激光用于多光子交联和矩阵收缩,以创建表面地形.
• 改变了表面和重新扫描平面之间的隔离距离,以实现对地形和模的独立控制.

主要成果:

• 通过在深度大于~6μm的扫描成功地施加了地形变化,而没有改变Young的模量.
• 原子力显微镜证实了强大的地形修改,表面模量没有显著变化.
• 传输电子显微镜揭示了激光扫描区域内的水凝多孔性和密度的局部变化.

结论:

• 开发的策略允许独立,动态控制水凝表面的地形和模量.
• 这种能力提供了一个强大的工具,用于解构基质物理性质对附着细胞行为的影响.
• 为生物工程师和细胞生物学家提供了研究和控制动态细胞过程的新可能性.