基于颗粒的水凝油墨和支持矩阵用于生物制造的结构复杂性,可溶性梯度和细胞线通道在完全颗粒生物打印系统中

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.
• 生物打印技术的技术

背景情况:

• 在生物制造系统中实现仿生复杂性是一个重大挑战.
• 目前的生物打印方法经常与高分辨率的结构控制和细胞集成作斗争.
• 基于粒子的水凝系统为先进的生物制造提供了潜力,但需要精心设计材料.

研究的目的:

• 开发和描述一个全颗粒生物打印系统,用于创建复杂的仿生结构.
• 调查以氨酸为基础的水凝作为支矩阵和凝水凝作为油墨的使用.
• 评估系统对高分辨率模式,通道形成和细胞支持的能力.

主要方法:

• 使用可调节的基于氨酸的水凝作为颗粒支持矩阵和小颗粒凝水凝作为油墨.
• 嵌入可溶性,间歇性成分,并产生应力行为,用于材料稳定和流动.
• 采用光启动交叉连接来稳定支矩阵,并控制油墨的化以形成通道.
• 评估特征分辨率,空间定位和与封装和引入细胞的生物相容性.

主要成果:

• 展示了一种全颗粒生物打印系统,能够产生复杂的多材料结构,特征分辨率低至100微米.
• 在交叉连接的支矩阵中成功创建了支持流体流动和可溶性因子快速运输的通道.
• 展示了生物相容性,在打印过程中支持矩阵内的细胞,并允许在打印容器中进行内皮质化.
• 实现了10s微米的空间定位,使复杂的设计成为可能.

结论:

• 全颗粒生物打印系统为实现生物制造中的仿生复杂性提供了一种新的方法.
• 开发的水凝墨水和支矩阵材料使高分辨率的图案和功能通道形成成为可能.
• 这项技术有望通过精确控制生物制造过程来推进组织工程和再生医学应用.