增强生物制造:用于组织工程和3D生物打印应用的抗收缩的原蛋白-氨酸复合液凝
Kaveh Roshanbinfar1, Austin Donnelly Evans2, Sumanta Samanta2
1Experimental Renal and Cardiovascular Research, Department of Nephropathology, Institute of Pathology and Department of Cardiology, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 91054, Erlangen, Germany.
Biomaterials
|February 14, 2025
概括
这项研究引入了一种新的生物制造水凝,可以显著减少3D生物打印组织的收缩. 新材料增强了组织再生和药物测试模型的形状保真性.
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:
- 生物制造为组织再生和药物测试提供了前景.
- 原体水凝是常见的,但患有细胞诱导的结构收缩.
- 需要一种材料来保持生物制造组织的形状忠实性.
研究的目的:
- 设计一种具有高形状保真性的新型复合水凝.
- 为了减轻细胞负载生物制造中的矩阵收缩.
- 评估材料适用于组织模型和再生应用的适用性.
主要方法:
- 通过使用酸功能化氨酸 (GA-HA),原I和HA涂层多壁碳纳米管 (MWCNT) 设计了一种复合水凝.
- 评估水凝特性,包括剪切稀释行为,可注射性和可打印性.
- 用封装的人类纤维细胞和人类诱导的多能干细胞干细胞衍生的心肌细胞评估结构收缩.
- 制造3D生物打印构造物并评估它们的形状忠实性和细胞反应在体外.
主要成果:
- 复合水凝显著缓解收缩 (∼20%) 与原I水凝 (>90%) 相比,当装载人类纤维细胞时.
- 3D生物打印的纤维细胞载荷环在培养中维持了7天的形状.
- 水凝增强了机械刚性,激素清除和组织粘合性.
- 使用心肌细胞打印了功能性,药理学反应良好的心室,表现出与原I水凝相似的细胞行为.
结论:
- 一种新的复合水凝被开发出来,具有优越的形状保真性和减少的矩阵收缩.
- 这种材料支持细胞封装和3D生物打印用于组织工程应用.
- 水凝适用于创建功能性组织模型,包括心室,用于药物测试和再生医学.
