通过4D打印可降解水凝支架进行细胞收缩力介导的形态遗传组织工程
Aixiang Ding1, Kaelyn L Gasvoda1, David S Cleveland1
1Richard and Loan Hill Department of Biomedical Engineering, University of Illinois at Chicago, 909 S. Wolcott Ave., Chicago, IL, 60612, USA.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|September 26, 2025
概括
这项研究引入了一种新的4D细胞支架,可以利用细胞内在收缩力 (CCFs) 来进行组织形态发生. 该平台可实现无脚手架的结构,并为先进的组织工程进行编程形状转换.
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.
- 发育生物学 发展生物学
背景情况:
- 组织形态发生对于发育至关重要,4D支架显示出承诺.
- 当前的4D系统往往忽视了细胞内在产生的力量,如细胞收缩力 (CCF).
- 为了有效的形状转换,要将弱弱的CCF与坚固的支架相协调,这是一个挑战.
研究的目的:
- 设计一个可打印的,独立的,载有细胞的水凝平台,利用CCF进行4D形状变形.
- 为了使无脚手架的组织结构具有编程的形状转换.
- 推进生物仿真组织工程和动态组织建模.
主要方法:
- 开发了一个易于打印的,独立的,载有细胞的水凝平台.
- 利用快速的水凝降解来通过增强的细胞相互作用和密度来放大CCF.
- 调制初始打印的几何结构,以控制全局形状转换.
主要成果:
- 在无脚手架的结构中实现了编程的形状转换.
- 证明了产生复杂和大型组织结构的能力.
- 促进组织分化与4D组织工程中的动态形状演变相结合.
结论:
- CCF-4D系统有效地利用细胞收缩力来进行组织形态发生.
- 该平台提供了一种创新的方法,用于创建模仿本地形态发生的动态组织模型.
- 代表生物仿真组织工程的重大进步.
