融化电写脚手架架构模仿组织力学和指导新组织方向
Angelica S Federici1, Brooke Tornifoglio2, Caitríona Lally1
1Dept. of Mechanical, Manufacturing and Biomedical Engineering, School of Engineering, Trinity College Dublin, Ireland; Trinity Centre for Biomedical Engineering, Trinity Biomedical Sciences Institute, Trinity College Dublin, Dublin, Ireland; AMBER, The SFI Research Centre for Advanced Materials and BioEngineering Research, Ireland.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|December 18, 2023
概括
研究人员使用融电写技术创建模仿血管壁的纤维支架. 这些生物启发的血管移植成功地复制了本地组织机制,并引导细胞生长,以实现潜在的小直径血管修复.
科学领域:
- 生物材料工程是生物材料的工程.
- 组织工程是组织工程.
- 血管生物学 血管生物学
背景情况:
- 原生血管组织具有独特的机械性能,这是由于特定的细胞外基质 (ECM) 纤维取向.
- 目前的血管移植,特别是直径小的血管 (<6毫米),无法复制这些机械特性,导致移植失败.
- 模仿血管膜介质的ECM架构对于开发功能性血管移植至关重要.
研究的目的:
- 使用电写 (MEW) 制造纤维性支架,模仿血管膜介质的ECM架构.
- 为了评估这些生物灵感支架的机械和生物性能,与天然猪动脉相比.
- 评估这些支架作为小直径血管移植发展的框架的潜力.
主要方法:
- 确定了原生血管原蛋白结构,并使用MEW复制了它们,具有不同的绕角度 (WA: 45°, 26.5°, 18.4°, 11.3°).
- 描述了脚手架的机械行为,包括异型和非线性属性.
- 评估了人类介质干细胞 (hMSC) 透,分化,ECM沉积和细胞在支架上的对齐.
- 在WA 18.4°制造了管状移植,并在生理应力下测试了其机械行为.
主要成果:
- MEW脚手架成功地复制了本地动脉血管的异型,非线性机械行为.
- 脚手架促进了hMSC的透,分化和ECM沉积,而不依赖绕角度.
- 生物灵感纤维架构促进了hMSC对齐和新组织定向,特别是在WA 18.4°和11.3°.
- 在WA 18.4°的管状移植体反映了在生理应变中小直径血管的机械行为.
结论:
- 融电写可以制造生物灵感的支架,模仿血管ECM架构,并回顾本地血管力学.
- 这些支架通过指导组织再生和细胞导向,为小直径血管移植的发展提供了一个有希望的框架.
- 开发的MEW支架显示了改善再生血管组织的长期生存和功能的潜力.
