不同类型的机械传导组织结构通过微纤维增强复合生物墨的刷辅助生物打印

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:

• 制造对齐的肌肉骨和心脏组织是具有挑战性的,因为传统的生物墨水缺乏机械线索.
• 开发具有内置指导的生物墨水对于增强组织组织和功能至关重要.

研究的目的:

• 提出一种协同策略,将纤维增强的原蛋白生物墨水与刷辅助生物打印 (BAB) 结合起来,以制造高度组织的,功能性的组织结构.
• 调查对齐的微纤维和剪切应力对细胞行为和肌细胞分化的影响.
• 在小鼠体积肌肉损失 (VML) 模型中评估BAB制造结构的有效性.

主要方法:

• 开发纤维增强的原蛋白生物墨水,其中包括直线和卷轴的聚烯 (PCL) 微纤维.
• 刷辅助生物打印 (BAB) 的应用,用于应用定向剪切应力来对齐纤维和细胞.
• 使用C2C12和H9C2细胞系进行细胞对齐,基因表达和结构成熟的体外评估.
• 在动物体内评估人类脂肪干细胞 (hASC) 载荷结构在小鼠VML模型中.

主要成果:

• 该BAB过程成功地对齐了纤维和细胞,增强了细胞骨组织,并激活了机械敏感通道 (YAP/TAZ,PIEZO1).
• 在体外研究表明,在印刷生物结构中,细胞对齐,基因表达和结构成熟得到改善.
• 在体内,BAB制造的hASC在VML模型中构建了显著恢复的肌肉质量和功能,卷曲的纤维促进了优异的再生,减少纤维化和细胞集成.

结论:

• 纤维增强生物墨和BAB的综合方法为制造异型组织结构提供了一个新的平台.
• 这种方法增强了肌原分化,并促进了功能性组织再生.
• 这项研究表明,在再生医学中转化应用的巨大潜力,特别是用于肌肉修复.