结构生物和功能化水凝的3D打印,用于构建宏观的人类心脏组织

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.
• 心血管研究研究心血管研究

背景情况:

• 在工程模型中复制本土心脏的复杂结构和功能仍然是一个重大挑战.
• 目前的组织工程方法很难实现必要的生物机械和电生理学特性,以实现精确的心脏功能.
• 开发先进的材料和制造技术对于创建功能性心脏组织模型至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的水凝油墨配方,用于功能性心脏组织的3D打印.
• 设计具有精确结构和机械性能的仿生心脏门和组织支架.
• 创建心室和多室心脏的先进体外模型,用于研究和再生应用.

主要方法:

• 一种新型水凝油墨的配方,它结合了导电性离子液体和光敏的聚乙烯基酒精基水凝.
• 利用3D打印技术制造心脏门和异型组织工程支架,使用微观几何线索.
• 在支架上培养人类心肌细胞,以促进自我组织和成熟成为异型肌肉组织.
• 描述工程心脏组织和模型的结构,机械,电生理学和收缩性质.

主要成果:

• 成功的3D打印生物机械兼容的心脏门和组织支架模仿本地心脏肌肉对齐.
• 在实验室中证明了人类心肌细胞的自我组织和成熟到异型肌肉组织.
• 由组织工程制造的心室和心房表现出仿生扭曲,滚动动态和异型电生理学特性.
• 开发了3D打印的多室心脏模型,其中集成了心脏腔室,血管和门,显示了异构型的行为.

结论:

• 新的水凝油墨和3D打印方法使电机械合的心脏组织的可扩展生物制造成为可能.
• 这个平台通过创建功能性,仿生心脏结构来推进体外器官建模.
• 开发的技术对未来的再生医学应用和药物测试具有重大潜力.