可编程嵌入式生物打印,用于单步制造具有定制收缩和代谢功能的动脉模型
Qi Li1, Shuyuan Yu2, Yuxuan Wang2
1State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, People's Republic of China; School of Engineering, Hangzhou Normal University, Hangzhou, 311121, People's Republic of China; School of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, People's Republic of China.
Trends in biotechnology
|January 8, 2025
概括
新的VECTOR方法精确地对准了3D生物打印组织中的细胞,增强了血管光滑肌细胞 (VSMC) 功能,并创建了模仿本地动脉的动脉模型 (AMs),以改善收缩性和药物反应.
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:
- 在体外复制动脉组织的收缩功能是具有挑战性的,因为难以控制3D结构中的细胞对齐.
- 现有的生物打印技术往往无法达到细胞定向和集体行为的必要精度.
研究的目的:
- 引入一种新的基于voxel的生物打印方法,VECTOR (基于voxel的嵌入式结构,用于定制的定向复制),用于精确控制3D结构中的细胞定向.
- 为了证明VECTOR方法能够在宏观和细胞层面上创建模仿原生冠状动脉架构的3D动脉结构的能力.
- 评估VECTOR实现的结构模拟对血管光滑肌细胞 (VSMC) 功能和工程动脉模型 (AMs) 性能的影响.
主要方法:
- 开发和应用 VECTOR 方法,使用微调 voxel 矢量大小和全向打印轨迹.
- 构建具有受控细胞定向和集体行为的3D生物打印丝.
- 使用VECTOR技术制造多层动脉模型 (AMs).
主要成果:
- 在VECTOR方法中,在宏观和细胞对齐水平上成功实现了结构模拟.
- 观察到加强了血管光滑肌细胞 (VSMC) 功能,并调节了收缩和合成通路.
- 构建的3D动脉结构密切地复制了自然的冠状动脉结构,显示了显著改善的收缩性和代谢功能.
- 由此产生的多层动脉模型 (AMs) 显示了与原生动脉相比,对药物刺激的准确反应.
结论:
- 在复杂组织的生物打印中,VECTOR方法提供了显著的进步,因为它能够精确地控制细胞的方向和集体行为.
- 细胞层面的结构模拟对于恢复和增强组织功能至关重要,特别是在动脉等收缩组织中.
- 这种方法促进了功能性动脉模型的体外复制,用于研究和潜在的治疗应用.
