弹性和蛋白酶响应形状记忆液凝丝的打印和重定向

科学领域:

• 生物材料工程 生物材料工程
• 组织工程是组织工程.
• 生物制造的生物制造

背景情况:

• 制造机械坚固和可重新配置的水凝丝对于可 perfusable 架构和动态组织模型至关重要.
• 传统的挤出生物打印产生脆弱的纤维,限制了可扩展性和后处理选项.

研究的目的:

• 引入一种新的生物制造策略,即自由漂浮悬浮的凝丝的重定向 (REFRESH),以克服凝丝制造的局限性.
• 为了使机械坚固,可重新配置和细胞兼容的水凝纤维的创建,用于先进的生物制造.

主要方法:

• 开发了REFRESH战略,整合了一种与水性双相系统 (ATPS) 兼容的生物墨水,具有灵活的打印和后处理.
• 利用应变促进的亚酸循环添加 (SPAAC) 进行交叉链接的bicyclo[6.1.0]非-4-yne-功能化氨酸,实现高弹性 (>100%在断裂时的应变).
• 采用了以织品为灵感的技术 (结结,编织) 来进行3D架构重新配置,并集成了用于编程执行的形状内存.

主要成果:

• 产生了具有机械完整性的高度弹性的水凝丝,可用于手动处理和后处理.
• 在复杂的3D架构中通过结结和编织成功地进行了重新配置.
• 在多种细胞类型中实现了高细胞活力,并使空间定义的多细胞结构成为可能.
• 使用可降解蛋白酶的可降解交叉链接器,用于透管状结构的牺牲模板.

结论:

• REFRESH战略为制造机械坚固和可重新配置的水凝丝提供了一个多功能平台.
• 这种方法显著扩大了生物制造的设计空间,为血管化组织工程和复杂的水凝架构提供了新的可能性.
• REFRESH克服了当前生物制造的关键挑战,为更先进的组织模型和结构铺平了道路.