Техника 3D-биопечати контролирует ориентацию клеток

3D-биопечать позволяет создавать инженерные каркасы, имитирующие естественные ткани. Управление клеточной организацией внутри этих инженерных каркасов для регенеративных приложений – сложный и трудный процесс.


Клеточные ткани имеют тенденцию быть высоко упорядоченными с точки зрения пространственного распределения и выравнивания, поэтому биоинженерные клеточные каркасы для приложений тканевой инженерии должны очень напоминать эту ориентацию, чтобы иметь возможность работать как естественная ткань.

В Обзоры прикладной физикиМеждународная исследовательская группа из AIP Publishing описывает свой подход к управлению ориентацией клеток в осажденных волокнах гидрогеля с помощью метода, называемого многокомпонентной биопечатью.

Команда использует статическое перемешивание для изготовления полосатых гидрогелевых волокон, сформированных из уплотненных микроволокон различных гидрогелей. В этой структуре некоторые компартменты обеспечивают благоприятную среду для пролиферации клеток, в то время как другие действуют как морфологические сигналы, управляющие выравниванием клеток. Печатное волокно миллиметрового масштаба с микромасштабной топологией может быстро организовать для более быстрого созревания инженерной ткани.

«Эта стратегия работает на двух принципах», – сказал Али Тамайол, соавтор и доцент кафедры биологической инженерии в UConn Health. «Формирование топографии основано на конструкции жидкости внутри форсунок и контролируемом смешивании двух отдельных предшественников. После сшивания границы раздела двух материалов служат трехмерными поверхностями, чтобы обеспечить топографические ориентиры для клеток, заключенных в разрешающий отсек для клеток».

Биопечать методом экструзии – наиболее широко используемый метод биопечати. При биопечати на основе экструзии напечатанные волокна обычно имеют размер несколько сотен микрометров с произвольно ориентированными ячейками, поэтому крайне желательна методика, обеспечивающая топографические ориентиры для ячеек в этих волокнах для управления их организацией.

Обычная экструзионная биопечать также страдает от высокого напряжения сдвига, прикладываемого к клеткам во время экструзии тонких нитей. Но мелкомасштабные особенности предлагаемой техники являются пассивными и не влияют на другие параметры процесса печати.

По словам команды, для управления клеточной организацией каркасы с трехмерной биопечатью на основе экструзии должны быть сделаны из очень тонких нитей.

«Это усложняет процесс и ограничивает его биосовместимость и количество материалов, которые можно использовать, но с этой стратегией более крупные филаменты могут по-прежнему управлять клеточной организацией», – сказал Тамайол.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments