有效的基于光的生物打印通过常规纳米粒子光阻尼器用于先进的生物医学应用
Feiyi Li1, Xinyue Li1, Shuxin Dai1
1State Key Laboratory of Medicinal Chemical Biology, The Key Laboratory of Bioactive Materials, Ministry of Education, College of Life Science, Nankai University, Tianjin 300350, China.
ACS nano
|August 5, 2024
概括
鲁纳米粒子 (Rnps) 通过减少光散射,提高分辨率,速度和细胞活力来改善数字光处理生物打印. 这种新的光抑制策略在创建复杂的仿生结构时提供了更高的精度和适应性.
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.
背景情况:
- 数字光处理 (DLP) 生物打印为组织工程提供了高分辨率和速度.
- 在DLP生物打印中,光散射限制了结构保真性和打印精度.
- 现有的光吸收剂,如tartrazine (Tar),在提高印刷品质和细胞兼容性方面存在局限性.
研究的目的:
- 引入鲁纳米粒子 (Rnps) 作为一种新的光抑制策略,以减轻DLP生物打印中的光散射.
- 与tartrazine相比,评估Rnps在提高印刷速度,分辨率,均性和耐受性方面的有效性.
- 评估Rnps在生物打印结构中的细胞兼容性和抗氧化特性,使用人类诱导的多能干细胞衍生的内皮细胞 (hiPSC-ECs).
主要方法:
- 用于生物墨水配方的鲁纳米粒子 (Rnps) 的开发.
- 在DLP生物打印实验中将Rnps纳入生物墨水.
- 用Rnps与tartrazine对打印性能 (速度,分辨率,同质性,耐受性) 的比较分析.
- 在hiPSC-EC负载结构中评估细胞活力和抗氧化应激的抵抗力.
主要成果:
- 输入Rnps的生物墨水显示印刷速度增加了1.9倍,分辨率提高了38.3%.
- 层间均性得到增强,过度暴露减少了58%,印刷耐受性增加了3×.
- Rnps显著改善了细胞兼容性,并保护了hiPSC-ECs免受氧化应激诱导的损伤.
- 简化复杂,多材料和细胞负载生物模拟结构的制造.
结论:
- 鲁纳米粒子有效地减弱DLP生物打印中的光散射,从而显著提高了打印保真度和速度.
- Rnps的生物相容性和抗氧化性质提高了细胞活力和结构稳定性,这对于再生医学应用至关重要.
- 这种可适应的光抑制策略对制造复杂的仿生结构具有广泛的生物医学应用具有前景.
