3D-printteknologi til væv:Forskere kombinerer hydrogeler og fibre

I den seneste undersøgelse af prof. dr. Leonid Ionov, professor i biofremstilling, og hans team ved University of Bayreuth, blev forskellige typer hydrogeler grundigt testet til 3D-print af væv. En hydrogel er en vandfastholdende og også vanduopløselig polymer. Derudover kombineres cellen indeholdende hydrogeler, også kendt som bioink, med fibre for at skabe et kompositmateriale.

Dette opnås ved at bruge 3D (bio) print med en integreret touch-spinning proces. Touch spinning er en skalerbar proces til fremstilling af fibre fra en polymeropløsning eller smelte. Bayreuth-forskerne har nu kombineret 3D (bio) printteknologi med touch-spinning teknologi i en enkelt enhed for første gang.

"Den indsigt, der opnås i denne undersøgelse er af stor betydning for produktionen af ​​væv og især væv med fibrøse strukturer og enakset justering af celler såsom binde- og muskelvæv," forklarer prof. Dr. Ionov.

I deres artikel for nylig offentliggjort i tidsskriftet Advanced Healthcare Materials , Prof. Dr. Ionov, sammen med Bayreuth-forskere Prof. Dr. Dr. Elisabetta Ada Cavalcanti-Adam, formand for cellulær biomekanik, Waseem Kitana, Ph.D. studerende ved Chair of Biofabrication og deres kollega Dr. Victoria Levario-Diaz fra Max Planck Institute for Medical Research, rapporterer om en ny tilgang til produktion af flerlags bioinkfiberkompositter.

Bayreuth-forskerne brugte forskellige hydrogeler i eksperimenterne og sammenlignede deres egenskaber. Hydrogeler har været meget brugt som stilladsmaterialer inden for vævsteknologi og biofremstilling i årtier. Tissue engineering er paraplybetegnelsen for kunstig produktion af biologiske væv.

Kombinationen af ​​et hydrogelsystem med et fibersystem reducerer forarbejdningskravene til hydrogeler, såsom tværbinding for at forbedre deres mekaniske egenskaber, da de mekaniske egenskaber af disse kompositmaterialer er dækket af fibersystemet. Derudover er kravet om en lav grad af tværbinding fordelagtigt for efterfølgende vævsdannelse.

"Hydrogelen giver cellerne et vandigt miljø, der fremmer cellernes gode funktion, mens fibrene skal kontrollere cellernes orientering langs fiberens hovedretning," siger prof. Dr. Ionov.

Flere oplysninger: Waseem Kitana et al., Biofremstilling af sammensatte bioink-nanofiberkonstruktioner:Effekten af ​​bioinks reologiske egenskaber på 3D (bio)printning og cellers interaktion med afstemte berøringsspundne nanofibre, Avancerede sundhedsmaterialer (2023). DOI:10.1002/adhm.202303343

Leveret af Bayreuth University