原纤维的多方向对齐以指导3D打印组织中的细胞方向
Diya Singhal1, Fotis Christakopoulos2, Lucia G Brunel1
1Department of Chemical Engineering, Stanford University, Stanford, CA, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|July 15, 2025
概括
研究人员开发了一种3D打印方法,以创建具有复杂,多向原纤维对齐的仿生支架,指导组织工程应用的细胞生长.
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.
- 生物打印是一种生物打印技术.
背景情况:
- 自然组织具有复杂的纤维蛋白对齐模式.
- 目前基于挤出的3D打印通常实现单方向纤维对齐.
研究的目的:
- 开发一种可复制的方法,用于制造具有多方向图案纤维对齐的仿生支架.
- 探索基于挤出的3D打印对复杂纤维对齐控制的潜力.
主要方法:
- 采用基于挤出的3D打印,控制丝的横向扩散以影响纤维的方向.
- 验证了控制原纤维对齐的打印参数 (速度比) 的理论预测.
- 采用了原生物材料墨水用于脚手架制造.
主要成果:
- 通过操纵打印参数,通过与流动方向平行或垂直控制原纤维对齐的证明.
- 在单个打印中,具有并行和垂直的原纤维对齐区域的织成支架.
- 观察到播种的人类角膜介质层细胞与有图案的原纤维保持一致.
结论:
- 建立了一个理论和实验框架,用于可重复的3D打印的脚手架与受控的原纤维图案.
- 开发的技术使得3D结构的制造,与对齐的原纤维,引导细胞对齐.
- 这种方法对推进组织工程和再生医学应用有前途.


