Gradienty biologiczne Pomóż naukowcom zrozumieć więcej w bioprintingu

W międzyczasie powstaje wiele różnych urządzeń i implantów w dziedzinie medycyny regeneracyjnej - w tym przypadku naukowcy kategoryzują struktury jako rusztowania lub konstrukcje (rusztowania połączone z komórkami przed implantacją). Ponieważ naukowcy starają się posunąć naprzód z jeszcze mniejszymi limitami, rozpoczęli pomiary i analizy w zakresie leczenia klinicznego i tkanek inżynieryjnych do badań przesiewowych in vitro, pozwalając na lepszą informację zwrotną.

„Obecność gradientu nadaje każdy punkt podłoża ma określoną wartość zmiennej ilości, umożliwiając analizę wpływu każdej zmiennej na określone zjawisko, takie jak adhezja komórek, rozprzestrzenianie się, morfologia lub różnicowanie ”, stwierdzili naukowcy. „Daje to wielką korzyść zarówno w inżynierii tkanek połączonych, jak i badaniach przesiewowych leków, ponieważ wpływ różnych zmiennych na zjawisko jest analizowany w pojedynczym układzie eksperymentalnym, a nie w serii eksperymentów w różnych warunkach.”

< p> Gradienty są w zasadzie zmiennymi używanymi w szeregu różnych pomiarów i można je podzielić na kategorie według wielkości wariantów, w zależności od ich typu, w celu uwzględnienia:

Zakres gradientu wartości w danej jakości pozwala na lepiej zdefiniowana właściwość bardziej konkretna w danym punkcie. Naukowcy wyjaśniają, jak ważne są gradienty w kopiowaniu anizotropii tkanek, wraz z działaniem jako podstawa tak wielu „zjawisk” za wynikami komórkowymi i bakteryjnymi. Badają pół-zanurzenie, dyfuzję, topografię kompozycyjną, selektywne napromieniowanie i urządzenia mikroprzepływowe.

„… gradient jest zwykle ciągły, z płynną zmiennością właściwości chemicznych lub fizycznych w systemie. Obie metody nadają się do wytwarzania rusztowań do regeneracji pojedynczej tkanki (kości, chrząstki, skóry, ścięgien, nerwów itp.) Lub do inżynierii tkanek interfejsowych (między innymi chrząstki do kości i ścięgien do kości) ) ”- stwierdzają naukowcy.

Szybkie prototypowanie, poprzez drukowanie 3D, pozwala na tworzenie złożonych geometrii i ich łatwą modyfikację. Do badania bioprintingu naukowcy wykorzystali skany docelowej struktury kości od pacjenta, u którego wykonano skanowanie. Skan został przekonwertowany na dane 3D i powstał radialny gradient porowatości.

„Biochemiczne gradienty są bardziej skomplikowane do osiągnięcia dzięki bioprintingowi. Rzeczywiście, zmiany w składzie chemicznym drukowanych rusztowań implikują potrzebę stosowania różnych bioinksów podczasproces drukowania ”, stwierdzili naukowcy.

Utworzono cztery bioinky, a następnie wydrukowano je w celu odtworzenia zarówno macierzy zewnątrzkomórkowej, jak i struktur naczyń:

Rusztowania pochodzące z żelatyny i fibrynogenu okazały się znacznie lepsze, ale naukowcy zauważyli, że czasy drukowania były „znacznie przedłużone przez liczne czasy przełączania”. Zauważyli, że atramenty wymagałyby sieciowania po drukowaniu, co oznacza, że ​​wybór materiałów biokompatybilnych jest poważnie ograniczony.

„Do tej pory główne zastosowanie stopniowanych struktur ogranicza się do badania wpływu każdego zmiennego parametru na aktywność komórki. Przechodząc do bioinspirowanych struktur dla medycyny regeneracyjnej, zgłoszono kilka przykładów stopniowanych rusztowań w regeneracji kości i chrząstki. Jednak potencjał materiałów o stopniach inżynieryjnych jest niedoceniany w wielu dziedzinach zastosowań, takich jak modele in-vitro i medycyna regeneracyjna miękka do twardej ”- podsumowali naukowcy.