机器人驱动的软骨微组织制造用于骨组织工程应用

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 组织工程是组织工程.
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 自动化制造对于组织工程产品的稳健生产至关重要.
• 机器人技术为组织工程中复杂生物过程的自动化提供了潜力.
• 目前微组织培养和质量评估的方法通常依赖于手工操作.

研究的目的:

• 开发和验证用于培养和监测软骨微组织的自动化策略.
• 使用自动化图像分析建立非侵入性质量属性.
• 为长期微组织分化协议优化液体处理参数.

主要方法:

• 利用机器人平台进行自动化媒介更改和微小中微组织的成像.
• 开发了一种自动化图像分析管道,用于微组织移位和形态特征提取.
• 使用实验设计 (DOE) 来优化液体处理参数.
• 使用羊骨周骨衍生细胞进行原体分化和评估分化标志物 (COL2A1,RUNX2).
• 在裸体小鼠中进行了组织学分析和子宫外植入.

主要成果:

• 在识别空的微洞时,获得了96%的准确性和0.84子系数.
• 确定重复的介质变化和培养时间,而不是吸入/分泌速度,驱动微组织位移.
• 在没有骨质原性特征 (RUNX2) 的情况下,确认了体差异化 (COL2A1表达).
• 在较大的微组织中观察到细胞外矩阵和甘氨酸甘氨酸分泌量的增加.
• 经过子宫外植入后,从微组织植入物中成功形成矿化组织和骨.

结论:

• 成功开发了一种用于软骨微组织培养和操纵的集成自动化生物工艺.
• 自动成像和分析为组织工程产品提供非侵入性质量控制指标.
• 开发的系统对未来制造基于微组织的活体植入物充满希望,减少对手工操作的依赖.