脱细胞化矩阵生物墨水与凝甲酸盐,同时提高可打印性和生物功能
Ji Min Seok1, Minjun Ahn2, Dahong Kim1
1Nano-Convergence Manufacturing Systems Research Division, Korea Institute of Machinery and Materials, Daejeon 34103, Republic of Korea; Department of Applied Bioengineering, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National University, Seoul 08826, Republic of Korea.
International journal of biological macromolecules
|February 15, 2024
概括
一种新型的温度控制生物打印系统提高了凝甲基酸盐 (GelMA) 生物墨水的打印能力和细胞活力. 结合皮肤衍生的细胞外基质 (SdECM) 改善皮肤组织模拟和细胞功能,用于再生医学应用.
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.
- 再生医学是一种再生医学.
- 生物打印技术的技术
背景情况:
- 凝甲酸盐 (GelMA) 是生物打印中广泛使用的生物兼容生物墨水.
- 由于GelMA具有热敏的风湿性质,因此在没有温度控制的情况下进行精确的生物打印具有挑战性.
- 仅使用GelMA生物墨水可能无法完全复制本地组织微环境.
研究的目的:
- 开发一种实时温度控制的生物打印系统,用于GelMA生物打印.
- 通过结合皮肤衍生的脱细胞化细胞外基质 (SdECM) 来增强GelMA生物墨水.
- 为了改善仿真本地组织环境和生物打印结构中的结构稳定性.
主要方法:
- 开发一个实时温度控制的生物打印系统,具有高温度设置精度 (模块:98.58±1.8%,板:99.48±1.33%).
- 制备一种GelMA/SdECM生物墨水,以提高生物相容性和结构完整性.
- 在封装纤维细胞中评估细胞活力,增殖,形态,基因表达和生长因子上调.
主要成果:
- 开发的系统在5°C至37°C的范围内实现了高温度准确性.
- 最佳的打印条件 (模块在10°C,板在20°C) 维持了高细胞活力 (93.84%).
- 与单独使用GelMA相比,GelMA/SdECM生物墨水显著增强了纤维细胞活力,增殖,扩散,并上调了与皮肤再生相关的基因表达.
结论:
- 开发的温度控制生物打印系统有效地实时管理GelMA的风湿性质,增强可打印性和细胞活力.
- 将SdECM纳入GelMA生物墨水成功地模仿原生皮肤组织成分,提供组织特异性的生物功能并改善细胞反应.
- 这种先进的生物打印策略和生物墨水配方对未来的皮肤组织重建,再生和其他医疗应用具有重大潜力.
