微观适应的生物墨水指南 细胞细分向功能性血管系统的形态发生

科学领域:

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

背景情况:

• 前血管化仍然是大规模组织工程应用的重大障碍.
• 现有的工程血管系统往往无法复制自然血管的复杂,多层结构和功能.
• 矩阵动态越来越被认为对血管发育至关重要 (血管形态发生).

研究的目的:

• 开发一种模仿细胞外基质的生物墨水,能够创建功能性,先血管化的组织结构.
• 调查矩阵动力学和细胞信号在工程血管形成中的作用.
• 在临床前模型中评估工程血管网络的治疗潜力.

主要方法:

• 使用相互透的动态-共价交叉连接策略制造一种新的生物墨水,以模仿细胞外基质.
• 利用生物墨的适应性微环境,对内皮细胞和光滑肌肉细胞进行功能细分.
• 研究焦粘附激酶通路在细胞组织和矩阵相互作用中的作用.
• 在小鼠后肢缺血模型中评估工程血管系统的体外收缩功能和体内性能.
• 评估植入血管网络对周围纤维细胞生存和伤口愈合的影响.

主要成果:

• 开发的生物墨水成功地创造了可适应的微环境,支持细胞细分,从而导致组织学血管结构.
• 聚焦粘附激酶通路被确定为一个关键的调解器,通过整合素介导的粘附和糖解,将适应的微环境与血管组织联系起来.
• 工程血管学在试验室中证明了对血管激素II的反应中的收缩.
• 在小鼠后肢缺血模型中观察到血液输液的显著改善.
• 植入的血管网络增强了周围纤维细胞的生存和功能,促进了大全厚的伤口愈合.

结论:

• 在设计架构中成功建立了一个单步生物打印策略,用于预血管化.
• 这种新型生物墨水有助于创建具有治疗潜力的功能性血管组织工程结构.
• 这种方法解决了组织工程中的一个关键挑战,为先进的再生疗法铺平了道路.