摄影交叉链接质的数字光处理,以创建生物模拟的3D结构,用于再生小肠组织

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.
• 胃肠病学 胃肠病学

背景情况:

• 克罗恩病导致慢性炎症对小肠造成损害.
• 肠道组织的再生是一种有前途的治疗策略.
• 目前的治疗方法往往无法完全恢复组织功能.

研究的目的:

• 开发3D水凝,模仿小肠的微型架构 (小肠和密室) 和机械特性.
• 为了比较两种不同的生物材料油墨的制造潜力和生物性能:凝-甲基烯-氨基乙烯-甲基烯酸盐 (gel-MA-AEMA) 和凝-甲基烯-norbornene (gel-MA-NB).
• 通过共同培养的Caco-2/HT29-MTX细胞,评估这些水凝支持形成功能性肠道屏障的能力.

主要方法:

• 使用数字光处理 (DLP) 3D打印制造3D水凝与和密码结构.
• 开发基于凝MA-AEMA和凝MA-NB的生物材料油墨.
• 评估水凝的刚度,以匹配生理肠道组织 (大约. 1.52 kPa) 的压力.
• 通过对细胞透性测试和跨细胞电阻 (TEER) 测量来评估屏障功能.
• 使用传输电子显微镜分析细胞分化和肠细胞标记物的基因表达.

主要成果:

• 凝MA-AEMA和凝MA-NB水凝均表现出生理学上相关的硬度.
• 只有凝MA-AEMA墨水成功地用于打印复杂的3D水凝结构,包括和密室.
• 所有的水凝构造都支持随着时间的推移形成功能屏障,通过透性和TEER测量表明了这一点.
• 与2D水凝板相比,3D水凝结构上观察到Caco-2细胞的优异分化.
• 凝MA-AEMA表现出比凝MA-NB更好的光交联动力学和DLP制造潜力.

结论:

• 基于凝-MA-AEMA的水凝适用于复杂的肠道微架构的DLP3D打印.
• 与传统的2D支相比,软的3D水凝结构显著增强了肠道细胞屏障特性和差异化.
• 这些发现为开发用于克罗恩病等炎症性肠道疾病的再生疗法提供了有希望的战略.