细胞密度变化的影响纳米粒子吸收跨生物打印A549梯度的A549梯度
Luigi Di Stolfo1, Wang Sik Lee1, Dimitri Vanhecke1
1Adolphe Merkle Institute and National Center of Competence in Research Bio-Inspired Materials, University of Fribourg, Fribourg, Switzerland.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|May 15, 2025
概括
工程纳米粒子 (NP) 的细胞吸收在低密度环境中更高,主要是由于表面积增加. 这一发现对于开发更准确的纳米粒子风险评估体外模型至关重要.
科学领域:
- 纳米技术纳米技术
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 工程纳米粒子 (NP) 的安全设计原则需要理解细胞-NP相互作用.
- 现有的二维细胞培养模型缺乏体内环境的复杂性,限制了预测准确性.
- 模拟组织复杂性的体外模型,包括可变的细胞密度,对于现实的NP相互作用研究至关重要.
研究的目的:
- 通过使用一种新的生物打印细胞梯度模型,研究细胞密度和NP吸收之间的关系.
- 评估细胞密度对A549肺上皮细胞中二氧化纳米粒子 (SiO2 NP) 吸收的影响.
- 评估生物打印对于创建NP风险评估的先进体外模型的有用性.
主要方法:
- 使用生物打印机通过调节滴间距离来创建线性A549肺上皮细胞密度梯度.
- 细胞暴露在标记为Cy5的SiO2NP中 (大约2小时). 112nm) 长达48小时的时间.
- 同焦点光显微镜和3D图像分析量化了NP吸收,细胞表面积和细胞体积.
主要成果:
- 生物打印成功地产生了可复制的细胞密度梯度,同时保持了细胞活力.
- 每个细胞的SiO2NP吸收在低密度区域比高密度区域在所有时间点 (6,24,48小时) 中大约高出50%.
- 在低密度地区增加NP吸收与更大的平均细胞表面积相关,增殖率没有显著差异.
结论:
- 在较低的细胞密度下,SiO2 NP吸收显著增加,主要是由于细胞表面积增加.
- 这突显了细胞-NP相互作用在变密度组织中的潜在差异.
- 生物打印梯度模型为下一代风险评估策略和新方法方法 (NAM) 提供了相关的体外方法.
