在生物打印水凝中调整粘弹性和刚性,用于增强的3D细胞培养:多尺度机械分析

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.
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 生物打印水凝作为3D细胞培养的关键人工矩阵,其成功取决于可调节的质学和组成.
• 当前生物打印的重大局限性在于,单个水凝配方所能达到的粘弹性和刚性特性范围有限.
• 众所周知,水凝的机械性质对细胞表型,迁移和分化产生重大影响,突出显示了对可调节系统的需求.

研究的目的:

• 开发一种多功能方法,独立调节生物打印水凝的粘弹性和刚性.
• 为了研究分离的机械线索对3D生物打印结构中的细胞行为的影响.
• 证明生产具有定制机械特性的多种生物打印水凝配方的能力.

主要方法:

• 由纤维素素,酸盐和凝组成的生物打印水凝被制造出来.
• 通过调整交联浴溶液来调节水凝的机械性能,利用离子用于酸盐和转胺酶用于凝.
• 机械行为的特征跨越多个尺度,从纳米尺度到宏观尺度.

主要成果:

• 该方法成功地从相同的基础配方中产生了各种生物打印结构,具有独立调节的弹性和粘性弹性特性.
• 构造物表现出具有不同弹性模块的相似弹性行为或具有不同粘弹性行为的相似弹性模块.
• 纤维细胞培养在33天的时间内在粘性弹性水凝中显示出增强的细胞生长和矩阵分泌.

结论:

• 开发的交叉连接策略有效地解了生物打印水凝中的机械性质 (刚性和粘性弹性).
• 该系统允许对3D培养细胞上的材料机械线索与生物化学线索进行独立调查.
• 这些发现强调了粘弹性特性在促进工程3D环境中的细胞生长和基质生产方面的重要性.