3D bioprinting teknik styrer celleorientering

3D bioprinting kan skabe konstruerede stilladser, der efterligner naturligt væv. Kontrol af mobilorganisationen inden for de konstruerede stilladser til regenerative applikationer er en kompleks og udfordrende proces.

Cellevæv har en tendens til at være stærkt ordnet med hensyn til rumlig fordeling og tilpasning, så bioingeniørcellulære stilladser til vævstekniske applikationer skal tæt ligne denne orientering for at kunne fungere som naturligt væv.

I Anvendt fysik anmeldelser , fra AIP Publishing, et internationalt forskerhold beskriver sin tilgang til at styre celleorientering inden i deponerede hydrogelfibre via en metode kaldet multicompartmental bioprinting.

Teamet bruger statisk blanding til at fremstille striberede hydrogelfibre dannet af pakkede mikrofilamenter af forskellige hydrogeler. I denne struktur, nogle rum giver et gunstigt miljø for celleproliferation, mens andre fungerer som morfologiske signaler, der styrer cellelinjering. Den trykte fiber i millimeterskala med mikroskala-topologien kan hurtigt organisere cellerne mod hurtigere modning af det konstruerede væv.

"Denne strategi arbejder ud fra to principper, "sagde Ali Tamayol, medforfatter og en lektor i biologisk teknik ved UConn Health. "Dannelsen af ​​topografier er baseret på design af væske i dyser og kontrolleret blanding af to separate forstadier. Efter tværbinding, grænsefladerne for de to materialer tjener som 3D -overflader til at give topografiske signaler til celler indkapslet i cellens permissive rum. "

Ekstruderingsbaseret bioprint er den mest anvendte bioprintningsmetode. Ved ekstruderingsbaseret bioprinting, de trykte fibre er typisk flere hundrede mikrometer i størrelse med tilfældigt orienterede celler, så en teknik, der giver topografiske signaler til cellerne i disse fibre til at styre deres organisation, er meget ønskelig.

Konventionel ekstrudering bioprinting lider også af høj forskydningsspænding påført cellerne under ekstrudering af fine filamenter. Men finskalaegenskaberne ved den foreslåede teknik er passive og går ikke på kompromis med andre parametre i udskrivningsprocessen.

For at lede mobilorganisation, ifølge holdet, ekstruderingsbaserede 3D-bioprintede stilladser skal laves af meget fine filamenter.

"Det gør processen udfordrende og begrænser dens biokompatibilitet og antallet af materialer, der kan bruges, men med denne strategi kan større filamenter stadig styre cellulær organisation, "sagde Tamayol.

Denne bioprintingsteknik "muliggør produktion af vævsstrukturers morfologiske egenskaber - med en opløsning op til størrelser, der kan sammenlignes med cellens dimension - til at kontrollere cellulær adfærd og danne biomimetiske strukturer, "Tamayol sagde." Og det viser et stort potentiale for konstruktion af fibrillære væv, såsom skeletmuskler, sener, og ledbånd. "