Riller holder løfte om sofistikeret helbredelse

Hvem har nogensinde sagt, at bioingeniører ikke kan få deres rille på? Rice University -teamet ledet af Antonios Mikos siger ellers med sin udvikling af en groovy metode til at frø sofistikeret, 3D-trykte vævstekniske stilladser med levende celler for at hjælpe med at helbrede skader.

Forskerne skærer bogstaveligt talt riller i plasttråde, der bruges til at bygge stilladserne. Rillerne podes derefter med celler eller andre bioaktive midler, der tilskynder til vækst af nyt væv.

Strategien beskytter celler mod varme og forskydningsspændinger, der sandsynligvis ville dræbe dem i andre stilladsfremstillingsprocesser. Det giver også en måde at lagre celler, der i sidste ende bliver forskellige slags væv, som knogle og brusk, i en mekanisk stabil platform.

Skønheden ved den er, at 3D-printeren skærer rillerne i en termoplast, indsætter cellerne ved den korrekte temperatur og skaber et tredimensionelt implantat, baseret på medicinske billeder, i en enkelt proces.

Forskningen er emnet for et papir i Bioprinting .

I modsætning til celleunderstøttende hydrogel-stilladser under udvikling hos Rice og andre steder, denne proces skaber hårde implantater, der ville blive indsat kirurgisk for at helbrede knogler, brusk eller muskler, Sagde Mikos. Ligesom hydrogeler, de biokompatible implantater ville nedbrydes over tid og kun efterlade naturligt væv.

"Den største innovation her er vores evne til rumligt at indlæse et stillads, der er 3D-trykt med forskellige cellepopulationer og med forskellige bioaktive molekyler, "Sagde Mikos.

Indtil nu, 3D-trykte stilladser blev generelt podet med ensartede fordelinger af celler, han sagde. "Hvis vi ønskede forskellige cellepopulationer på forskellige punkter i stilladset, det kunne vi ikke. Nu kan vi. "

"Fibrene er cylindre, som vi graverer med en nål for at give den en rille, mens den udskriver, "sagde Rice -forsker Maryam Elizondo, medforfatter til papiret med alumn Luis Diaz-Gomez. Når rillen er sat og afkølet lige nok, printeren deponerer derefter et celleindført blæk. "Vi gør det for hver fiber for hvert lag af stilladset."

Elizondo sammenlignede de rillede tråde, som er omkring 800 mikrometer brede, til tacoskaller, der holder indholdet inde uden at spilde; her, tilføjelsen af ​​riller og ultraviolet-aktiverede tværbindere holder celleblækket inde. Hun sagde, at det tager cirka en halv time at udskrive et implantat i fuld størrelse.

Mikos sagde, at stilladset ikke er begrænset til celler. "Vi kan også indlæse forskellige vækstfaktorer på forskellige niveauer, "sagde han." Meget høje temperaturer ville deaktivere dem, men her kan vi deponere vækstfaktorbelastede mikropartikler inde i rillerne, når de afkøles. Det ville bevare molekylets bioaktivitet.

"Dette er en stor succes for Center for Engineering Complex Tissues, "sagde han om det multiuniversitetssamarbejde, han var med til at skabe." Det var målet, da vi byggede centret:at udvikle avancerede materialer med unikke egenskaber, der kan bruges til vævstekniske applikationer, der imødekommer uopfyldte kliniske behov. Og dette er et perfekt eksempel. "