引导骨细胞网络在3D中通过光敏化双光子除来形成

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.
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 骨组织工程在体外复制3D骨微架构方面面临着挑战.
• 现有的水凝技术在操纵细胞微环境方面缺乏精度.
• 重建相互连接的骨细胞网络对于骨生物学研究至关重要.

研究的目的:

• 引导单个骨细胞在体外形成3D互连网络.
• 为了利用光敏化两光子剥离,在水凝中精确创建微通道.
• 开发一种高分辨率的工具,用于以激光引导的细胞网络生物制造.

主要方法:

• 凝甲基烯基 (GelMA) 水凝是用两光子光敏感剂 (P2CK) 制造的.
• 使用低能量的二光子剥离来创建微通道 (1微米宽,30微米深).
• 人类介质干细胞 (hMSCs) 在废弃的水凝中培养,以观察网络形成.

主要成果:

• 添加0.5毫米的P2CK降低了除能量值的五倍,提高了细胞兼容性.
• 在7天内,低能耗 (100 J/cm2) 除成功诱导了hMSC中的树突外生和3D网络形成.
• 细胞活力与低能耗消去的对照细胞可比,而高能耗消去导致显著的细胞死亡.

结论:

• 光敏化双光子水凝剥离是一种高精度的工具,用于生物制造3D细胞网络.
• 这种方法使得激光引导的形成微米级的细胞网络从单细胞在体外.
• 这种技术有可能产生骨细胞网络,具有用户指定的形态学,用于研究.