在现场形成球形的单阶段生物制造 分区化水凝用于临床规模的软骨组织形成

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.
• 微流体学 微流体学

背景情况:

• 三维细胞球形为组织工程提供比二维培养优越的仿生环境.
• 球状组织工程的临床翻译受到当前球状组织形成方法的可扩展性所限制.
• 现有的微流体技术往往涉及油,表面活性剂,低吞吐量和额外的生物制造步骤,阻碍了临床使用.

研究的目的:

• 开发一种清洁,超高吞吐量,单步,空气中的微流体方法,用于制造球形形成的分隔水凝.
• 为了证明生产各种1D,2D和3D水凝结构的能力,控制球形隔间方向.
• 评估在这些水凝中培养的球体的体潜力及其在构建厘米大小的生物组织中的使用.

主要方法:

• 利用空气中的微流体系统,以无油和无表面活性剂的生物制造分隔水凝.
• 在单个步骤中实现了超高吞吐量生产 (1万个球形/秒).
• 研究了1D纤维,2D平面和3D体积的形成,具有可调节的隔间方向.

主要成果:

• 成功生产了1D,2D和3D分隔式水凝结构,使得可控的球形方向成为可能.
• 与2D细胞培养相比,在这些水凝中培养的球状体表现出增强的原体行为.
• 证明了收集球形体并将其组装成厘米大小,形状稳定,无生物材料的活组织的能力.

结论:

• 在空气中的微流体方法为球体生产提供了可扩展和高效的方法.
• 这种技术克服了当前球形形成方法的局限性,为临床翻译铺平了道路.
• 开发的水凝系统和球形生产方法具有很大的潜力,可以推进各种生物医学应用,包括再生医学.