通过单阶段DLP生物打印来研究肺部疾病,推进一个生理相关的3D肺部模型
Olatunji Ajiteru1,2, Ok Joo Lee1, Jinsoo Kim3
1Nano-Bio Regenerative Medical Institute, College of Medicine, Hallym University, Chuncheon 24252, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|December 8, 2025
概括
研究人员开发了一种3D生物打印的肺上芯片 (LOC) 带有空气液体接口 (ALI),用于研究呼吸系统疾病. 这种先进的平台准确地模拟了肺生理和SARS-CoV-2感染,为临床前测试提供了一个有前途的工具.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 呼吸系统生理学 呼吸系统生理学
- 在3D生物打印中使用3D生物打印
背景情况:
- 动物传染病原体导致显著的死亡率和反复的流行病.
- 从生理和病理上相关的肺上芯片 (LOC) 平台对于研究呼吸系统疾病至关重要.
- 现有的模型往往缺乏复杂性,无法完全复制体内肺部条件.
研究的目的:
- 使用数字光处理 (DLP) 3D生物打印制造一个新的LOC平台.
- 创建一个具有内在空气液体接口 (ALI) 和动态 perfusion 的平台.
- 验证该平台的生理相关性及其在模拟空气传播病毒感染,如SARS-CoV-2的实用性.
主要方法:
- 使用DLP3D生物打印制造一个LOC.
- 整合了内在的空气-液体接口 (ALI) 和动态 perfusion 系统.
- 人类肺上皮细胞 (HLEC),纤维细胞和内皮细胞的共同培养.
- 通过定制的肺部生物反应器进行循环呼吸模拟.
- 模仿空气传播的SARS-CoV-2感染以评估疾病特征.
主要成果:
- LOC平台成功支持多种细胞类型的共同培养,模仿了体内肺部的架构.
- 表皮细胞表达了关键的生理蛋白质 (水素5,E-cadherin,表面活性剂C).
- 动态 perfusion 增强了细胞活力和V-Cadherin和VEGF-A的表达.
- 该平台展示了病毒感染反应,显示了Cov-NP和OAS1.1的表达.
结论:
- 开发的3D生物打印LOC与ALI和动态 perfusion为呼吸系统研究提供了增强的生理相关性.
- 该平台成功模拟了肺部对空气传播病毒感染的反应,包括SARS-CoV-2.
- 这种创新型号是呼吸系统疾病和治疗方法临床前测试的宝贵工具.
