可扩展的3D生物打印人类小岛在胰腺脱细胞化细胞外基质丰富的生物墨水中的β细胞替代疗法

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 再生医学是一种再生医学.
• 组织工程是组织工程.

背景情况:

• 针对1型糖尿病 (T1D) 的全基细胞移植面临诸多挑战,包括移植存活率低,免疫排斥和有限的生物制造可扩展性.
• 现有的方法难以复制人类胰腺微环境的复杂性,这对于小岛移植功能至关重要.

研究的目的:

• 使用可扩展的3D生物打印系统设计功能性人类小岛结构.
• 开发和优化结合脱细胞化细胞外基质 (dECM) 的生物墨水,以支持人类小岛的生命力和功能.
• 创建一个生理模拟微环境,以提高潜在的生物人工胰腺疗法的小岛性能.

主要方法:

• 开发了基于酸盐的生物墨水与人类胰腺dECM,优化了剪切稀释特性和选择性透性.
• 利用基于挤出的3D生物打印,提炼参数,以最大限度地减少人类小岛上的剪切应力.
• 培养的生物打印小岛结构在体外21天,并评估了结构完整性,小岛活力和葡萄糖刺激胰岛素分泌 (GSIS).

主要成果:

• 在生物打印结构中实现了高人体岛屿活力 (>85%) 和强大的结构完整性.
• 经过21天的实验室内持续持续的长期GSIS,即使在高小岛密度 (10,000小岛相当/毫升) 中.
• 生物打印岛屿的表现优于自由岛屿对照,其表现显著的功能下降.

结论:

• 生物打印结构中的3D dECM丰富的微环境减轻了培养引起的压力,并重现了胰腺小岛的利基.
• 这种使用dECM-alginate生物墨水的可扩展3D生物打印平台是用于T1D临床翻译生物人工胰腺疗法的有前途的先进材料.
• 工程构造提供了一个潜在的解决方案,以改善T1D细胞移植中的移植存活率和功能.