牺牲性毛细血管可以设计多层生物形式.
Subramanian Sundaram1,2,3, Joshua H Lee4,5, Isabel M Bjørge4,5,6
1Biological Design Center, Boston University, Boston, MA, USA. subras@bu.edu.
Nature
|December 11, 2024
概括
工程化牺牲毛细血管 (ESCAPE) 能够在水凝中制造多层层组织,创造从微血管到毫米尺度的复杂血管结构,以前无法获得.
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:
- 自然组织表现出复杂的多层架构,调节生物功能.
- 目前的生物打印和光蚀法在实现大规模构造和亚细胞分辨率方面面临局限性.
- 在柔软的水凝中制造多级生物模特,如血管树,仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种用于在软天然水凝中制造多层结构的新方法.
- 克服现有的添加和减去生物制造技术的局限性.
- 能够创建复杂的组织架构,包括血管网络,在多个长度尺度上具有高保真性.
主要方法:
- 在成型过程中使用基于的工程牺牲毛细血管疏散 (ESCAPE).
- 从几何建筑过程中选择脱的生物材料.
- 在软水凝中使用了非生物相容的工具来创建初始几何.
主要成果:
- 在柔软的天然水凝中成功生成多层结构,实现细胞尺度 (<10微米) 和毫米尺度的特征.
- 在原中制造出有分支的,充满细胞的血管树,其直径从300μm的动脉小管到微血管.
- 证明了血管壁内部表面的微型图案与细胞定向的地形线索以及血管形等细结构的工程.
结论:
- ESCAPE模具提供了一个多功能平台,用于在软生物材料中制造复杂的多层形式.
- 这种技术克服了组织工程中以前的技术障碍,使以前无法进入的体外组织架构成为可能.
- 为先进的组织模型和再生医学应用铺平了道路,这些应用需要复杂,多层次的设计.


