针对神经组织3D生物打印的新型碳甲基酸基生物墨的研究
Amanda C Juraski1,2, Victor A da Silva2, Ruchi Sharma2
1Departamento de Engenharia Química, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
Biomedical materials (Bristol, England)
|May 9, 2025
概括
研究人员开发了一种新的生物墨水,使用碳甲基,酸和纤维素进行3D生物打印神经前代细胞. 这种配方支持长期的细胞活力和神经分化,为神经组织工程铺平了道路.
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:
- 生物墨水配方对于3D生物打印至关重要,它会影响打印能力,稳定性和细胞行为.
- 开发模仿细胞外基质 (ECM) 的生物墨水,同时保持可打印性和细胞活力是一个关键的挑战.
- 神经组织生物打印需要专门的生物墨水,因为神经细胞的敏感性.
研究的目的:
- 开发和优化用于神经前代细胞3D生物打印的新型生物墨水配方.
- 为了评估新的生物油墨的可打印性,稳定性和细胞活力,这些生物油墨基于碳氧甲基酸盐 (CMCS),酸盐和纤维素.
- 评估优化生物墨水在支持神经细胞分化和组织形成方面的潜力.
主要方法:
- 测试了使用N,O-carboxymethyl chitosan (N,O-CMCS),O-carboxymethyl chitosan (O-CMCS),酸盐和纤维素的新型生物墨水.
- 优化生物墨水配方用于人类诱导多能干细胞衍生神经前代细胞 (hiPSC-NPCs) 的3D生物打印.
- 评估了生物墨水的特性,包括风质学,保留水分,结构完整性,细胞活力 (活/死染色) 和细胞分化 (免疫细胞化学).
主要成果:
- 一种优化的生物墨水配方 (1% N,O-CMCS,1% 酸盐,20 mg/ml 纤维素) 显示出均的一致性和最佳的可打印性,挤出力波动最小 (~8 KPa).
- O-CMCS配方不支持神经分化;较高度的N,O-CMCS或酸盐导致粘度增加和定义不良的支架.
- 优化的生物墨水显示出显著的水分保留 (胀15倍),保持结构完整性,支持超过60%的细胞活力30天,并引导hiPSC-NPC分化成神经元和星体.
结论:
- 开发的基于N,O-CMCS的生物墨水适用于3D生物打印神经前代细胞,平衡可打印性,稳定性和细胞活力.
- 优化的生物墨水支持长期的细胞培养,并促进分化为关键的神经细胞类型,复制神经组织特征.
- 这项研究为未来研究基于CMCS的生物墨水为神经组织建模和药物查应用提供了基础.
