基于原的高分辨率内 perfusable 支架的3D生物打印,用于工程完全生物组织系统
Daniel J Shiwarski1,2,3,4, Andrew R Hudson1, Joshua W Tashman1
1Department of Biomedical Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA 15213, USA.
Science advances
|April 23, 2025
概括
这项研究介绍了一个3D生物打印平台,使用基于原蛋白的支架 (CHIPS) 和 perfusion 反应堆 (VAPOR) 进行先进的组织工程. 这项创新可以创建功能性的,类似器官的组织,用于疾病建模和细胞疗法.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 组织工程是组织工程.
- 生物打印是一种生物打印技术.
背景情况:
- 器官芯片系统提供了改进的体外模型,但在材料选择,机械性能和复杂性方面存在局限性.
- 目前的制造方法限制了具有原生特征的功能性组织的发展.
研究的目的:
- 开发一种新的3D生物打印平台,用于创建与 perfusion 反应堆 (VAPOR) 集成的高分辨率,内部 perfusable 支架 (CHIPS).
- 通过对脚手架设计,材料组成和细胞组织进行更大的控制,克服现有的器官芯片技术的局限性.
主要方法:
- 利用悬浮水凝的改进的自由形式可逆嵌入 (FRESH) 3D生物打印来制造基于原的内部可 perfusable 支架 (CHIPS).
- 集成的芯片与血管和 perfusion 器官在芯片上的反应器 (VAPOR),以创建一个完整的组织工程平台.
- 采用多材料生物打印来控制支架架构,细胞外矩阵 (ECM) 组成和细胞模式.
主要成果:
- 芯片证明了尺寸依赖的透性,支持细胞活力和支架内的迁移.
- 成功设计了一种对葡萄糖有反应,分泌胰岛素的胰腺类CHIPS,具有血管内皮卡德林阳性血管类网络.
- 开发的平台允许精确控制3D空间图案和材料特性.
结论:
- 芯片和VAPOR平台代表了组织工程的重大进步,使得复杂的功能性组织的创建成为可能.
- 这项技术有望开发更准确的疾病模型,并推进细胞替代疗法.
- 该平台为各种生物医学应用提供了全器官尺度功能的工程.
