3D对齐的纳米纤维脚手架制造与沟引导的电,用于心脏组织工程
Bin Qiu1, Dongyang Wu1, Mingcheng Xue1
1Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361102, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|February 22, 2024
概括
一种新的沟引导电策略使得3D对齐的纳米纤维支架可以用于心脏组织工程. 这种方法控制了脚手架的孔隙性和对齐性,促进了药物发现和疾病建模.
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.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 三维 (3D) 的对齐纳米纤维支架对于心脏组织工程至关重要,有助于药物发现和疾病机制研究.
- 目前的手工组装和3D打印等方法,由于其复杂的结构,难以制造可控制形态的纳米纤维.
研究的目的:
- 开发一个集成的制造战略,以创建3D对齐的纳米纤维支架与控制的形态.
- 为了研究沟几何学对在电过程中纳米纤维对齐的影响.
主要方法:
- 一个沟引导的电 (ES) 策略与直接墨水写作 (DIW) 结合起来,制造出3D纳米纤维支架.
- 在ES纳米纤维上分析了DIW聚二甲西洛 (PDMS) 侧壁对ES纳米纤维的电场效应,以确定沟设计规则.
- 沟的宽度/高度比被优化,以实现所需的纳米纤维对齐.
主要成果:
- 沟宽度/高度比率显著影响纳米纤维对齐,以1.5的比率产生超过60%的对齐.
- 制造的3D纳米纤维支架表现出可控制的多孔性 (60-80%) 和对齐性 (30-60%).
- 在支架上培养人类诱导的多能干细胞衍生心肌细胞 (hiPSC-CMs) 导致在~1000μm厚的结构中对齐细胞的3D分布均.
结论:
- 拟议的沟引导ES和DIW打印策略提供了高效的3D对齐纳米纤维支架的制造.
- 这种方法证明了在心脏应用中推进工程组织建设的巨大潜力.
- 该方法促进细胞均分布和对齐,这对于功能性组织发育至关重要.
