通过在多层纳米纤维支架中分层播种来构建厚厚的心肌组织
Yuru You1, Feng Xu1, Lingling Liu1
1Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, Xiamen University, Xiamen 361000, China.
Polymers
|September 28, 2024
概括
这项研究介绍了一种新型的心脏芯片 (HOC) 设备,使用多层纳米纤维来设计厚厚的,对齐的心肌组织. 这一进步改善了用于研究的体外心脏组织模型.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 组织工程是组织工程.
- 心血管研究研究心血管研究
背景情况:
- 复制心肌组织的3D异型结构是组织工程的一个关键挑战.
- 现有的芯片上心脏 (HOC) 系统难以创建多层,对齐的心脏组织.
- 电纳米纤维模仿细胞外基质,引导对齐心肌细胞的生长.
研究的目的:
- 开发一种能够在体外构建厚,多层和对齐的心肌组织的HOC系统.
- 在微流体芯片中利用多层对齐的纳米纤维支架,以增强组织形成.
- 为了研究分层细胞播种对心脏组织发育的影响.
主要方法:
- 在微流体芯片中整合多层对齐的聚烯酸乙烯 (PCL) 纳米纤维支架.
- 人类诱导的多能干细胞干细胞衍生的心肌细胞 (hiPSC-CMs) 在支架上分层播种.
- 使用显微镜和功能测试对工程心肌组织进行培养和表征.
主要成果:
- 工程心肌组织在双层支架下达到~53μm厚度,而在单层支架下达到~19μm厚度.
- 由此产生的组织表现出与密的α-actinin分布良好对齐的结构.
- 在播种后的第三天,hiPSC-CMs表现出高度同步的收缩 (18次/分钟).
结论:
- 使用多层生物仿真支架开发的HOC成功地促进了厚厚,平衡良好的心肌组织的形成.
- 该系统为hiPSC-CMs提供了一个动态的体外培养环境,增强了心脏组织工程.
- 分层细胞播种方法与多层支架相结合,对于实现复杂的心脏组织结构至关重要.
