在不同3D打印的人类iPSC衍生工程心脏组织的几何形状中评估细胞存活率

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 再生医学是一种再生医学.
• 心血管研究研究心血管研究

背景情况:

• 工程心脏组织 (EHT) 对心脏修复和药物查有希望.
• 在EHT中缺乏血管化,因此需要优化营养和氧气扩散的几何.
• 心肌细胞的存活非常依赖于EHT设计及其表面面积与体积的比率.

研究的目的:

• 研究不同工程心脏组织 (EHT) 几何结构对心肌细胞存活的影响.
• 分析不同表面积对体积比如何影响EHTs中的细胞活力.
• 通过扩散来确定最佳的EHT几何,以改善通过扩散的营养和氧气供应.

主要方法:

• 在3D打印的造模具中,使用hiPSC衍生的心肌细胞和纤维素/血液凝制造了工程心脏组织 (EHT).
• 两个不同的几何形状,一个环 (结构A) 和一个无限形状 (结构B),是用计算的表面面积与体积比率来创建的.
• 用逆转录聚合酶链反应 (RT-PCR),细胞计量研究 (FACS分析) 和生物发光成像 (BLI) 来定量评估细胞活力.

主要成果:

• 使用3D打印模具,在各种几何配置中成功生成自发跳动的EHT.
• 与无限EHT相比,环EHT在第7天表现出显著更高的Troponin-T水平,这是RT-PCR分析表明的.
• 细胞计学研究显示,环状ETH中的Troponin-T阳性细胞数量增加了15% (73%±12%) 与无限性ETH (58%±11%) 相比. 生物发光成像在纵向培养过程中证实了环状EHTs中细胞存活率大幅提高.

结论:

• 3D打印技术使得可以制造可定制的几何形状的工程心脏组织 (EHTs).
• 环EHT几何形状,具有优化的表面面积与体积比,显示显著提高心肌细胞存活率.
• 这些发现凸显了EHT几何在提高细胞活力的关键作用,这对于推进心脏再生疗法和药物测试平台至关重要.