生物灵感的脚手架设计使用定制的Voronoi路径发生器用于基于挤出的3D打印.

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.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 自然生物系统表现出复杂的,专门的模式,对组织和器官功能至关重要.
• 工程微环境需要准确的仿生技术来支持细胞培养和开发相关的生物模型.
• 重建生理安排是推进组织工程和体外研究的关键.

研究的目的:

• 开发一种使用增材制造制造生物模拟组织结构的新方法.
• 通过模仿肺组织组织来创建膜-毛细血管屏障的体外模型.
• 整合数字设计与混合制造技术,用于先进的组织工程.

主要方法:

• 设计了一个基于Python的软件工具来生成Voronoi模式.
• 利用融电写 (MEW) 和融沉积建模 (FDM) 用于基于挤出的增材制造.
• 集成打印的沃罗诺伊结构与电纳米纤维膜,以创建一个多尺度的构造.

主要成果:

• 成功制造了一种多尺度结构,将增材制造的忠实性与电的ECM类特征相结合.
• 在结构上培养了膜上皮质和内皮细胞,以模仿膜毛细血管屏障在体外.
• 在空气-液体-接口 (ALI) 条件下,在10天内实现了完整的细胞覆盖和生理类组织.

结论:

• 引入了一种灵活的混合方法,融合了体外组织模型的数字设计和制造.
• 展示了沃罗诺伊模式和混合制造的潜力,以模仿复杂的生理环境.
• 开发了一个有前途的平台,用于创建与原生组织架构和功能非常相似的先进体外组织模型.