Silkefibre forbedrer bioink til 3D-trykte kunstige væv og organer

Hvordan tester du, i forskning på et tidligt stadie, om et potentielt lægemiddel effektivt retter sig mod en human tumor, organ, eller en anden del af kroppen? Hvordan får man en ny hånd eller en anden kropsdel ​​til at vokse? Forskere er i de tidlige stadier af at bruge 3D-celleudskrivningsteknologi til at få udviklingen som disse til at ske. En standardmåde - i øjeblikket utilgængelig - til at reparere cellerne efter udskrivning ville hjælpe forskere med at undgå at skulle 'genopfinde hjulet' i hver ny undersøgelse.

I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Materialer i dag Bio , forskere fra Osaka University har brugt silke -nanofibre opnået ved mekanisk opløsning for at forbedre udskrivningsprocessen uden at beskadige celler eller cellesamlinger. Et attraktivt punkt ved silke til denne anvendelse er, at silke menes at være et sikkert materiale for mennesker. Denne udvikling vil hjælpe med at bringe 3D-celletryksforskning ud af laboratoriet og til biomedicinsk brug i virkeligheden.

For at få fibrene, forskerne startede med jomfrusilke, fjernede derefter proteinet sericin fra det, fordi dette protein forårsager betændelse hos patienter. Næste, forskerne formalede det resterende biokompatible materiale til nanofibre. Fibrene kan steriliseres - uden at beskadige dem - til medicinsk brug, med almindeligt laboratorieudstyr.

"Vores silkefibre er fremragende tilsætningsstoffer til bioink celle printmedier, "siger hovedforfatter Shinji Sakai." De er kompatible med mange medier, såsom dem, der indeholder gelatine, chitosan, eller hyaluronsyre, giver dem en bred vifte af potentielle anvendelser."

Fibrernes hovedformål var at sikre, at cellerne i bioinket beholdt deres 3D-positionering efter udskrivning uden at beskadige cellerne. Fibrene opfylder dette formål ved at forbedre bioinkets integritet og minimere de skadelige høje mekaniske belastninger, der ofte udsættes for celler under udskrivning.

"Forskellige mekaniske eksperimenter siger det samme:nanofibrene forbedrede trykmediernes egenskaber, " forklarer professor Sakai. "F.eks. Youngs modul-et mål for stivhed-steg flere gange og forblev forbedret i over en måned. "

Fibrene hjælper trykte konfigurationer med at bevare deres strukturelle integritet efter udskrivning. For eksempel, en næseformet konfiguration bevarede kun sin form, når den blev trykt med bioblæk indeholdende silkefibrene. Over 85 % af cellerne i bioblæk forblev i live efter en uge i printet bioblæk med eller uden de tilsatte fibre, hvilket indikerer, at tilsætning af fibrene ikke beskadigede cellerne.

Nuværende celleudskrivningsteknologi beskadiger ofte cellerne kraftigt eller bevarer ikke den tilsigtede form længe. Forskningen her hjælper med at overvinde disse begrænsninger på en måde, der vil hjælpe med at fremme opdagelse af lægemidler, regenerativ medicin, og mange andre igangværende biomedicinske forskningsområder med stor indvirkning, og har den potentielle ekstra økonomiske fordel ved at genoplive silkeindustrien.

Artiklen, "Silke fibroin nanofibre:Et lovende blækadditiv til ekstrudering af 3D-bioprinting, " blev offentliggjort i Materialer i dag Bio .