Porównywanie struktur prostokątnych i kratowych w drukowaniu 3D Bioinks

Wiele badań poświęconych jest opracowywaniu najlepszych bioinksów i widzieliśmy je z materiałów takich jak komórki macierzyste, odpady z trzciny cukrowej i hydrożele żelatynowe, ale zgodnie z nowym wspólnym badaniem przeprowadzonym przez naukowców z University of Texas w El Paso, University of Texas w Austin i RIKEN w Japonii, większość nie ma zarówno niezgodności, jak i wysokiej wierności, co oznacza, że ​​nie mogą powielić tego samego rodzaju złożoności, która znajduje się w organach i tkankach biologicznych. < Zespół, który "zoptymalizował właściwości sieciującego się na bazie żelatyny opartej na świetle widzialnym" w poprzednim badaniu, był w stanie drukować 3D dwuwarstwowe, prostokątne struktury arkuszy, które były infuzowane fibroblastami STO i mioblastami C2C12. Ale nie byli w stanie ocenić zdolności bioink do tworzenia złożonych struktur sieciowych, które mogą być wykorzystywane jako fizyczne rusztowania dla komórek, które mogą rosnąć

Tak więc w ich najnowszym opublikowanym dokumencie, zatytułowanym "A Porównawcze badanie trójwymiarowych drukarek trójwarstwowych z płytkami z żelatyny i strukturami z prostokątnymi arkuszami "zespół skupił się na ustaleniu, czy możliwe było wykonanie trójskładnikowej struktury sieci 3D z tym samym biokompozytem opartym na żelatynie, a następnie zastosować takie czynniki, jak porowatość. , właściwości reologiczne i wierność struktury, aby porównać je z ich poprzednią strukturą.

Streszczenie brzmi: "W bieżących bioinkach brakuje zarówno wysokiej drukowności, jak i biokompatybilności, które są wymagane w tym zakresie. Dlatego potrzebny jest rozwój bioinków, które wykazują obie właściwości. W naszym poprzednim badaniu do tworzenia mysich mezenchymalnych struktur obciążonych komórkami macierzystymi z wysoką wiernością zastosowano oparty na furfuryl-żelatynie bioink, który można sieciować za pomocą światła widzialnego. W tym badaniu geometria siatki kratowej została wydrukowana w badaniu porównawczym w celu zbadania właściwości tradycyjnego arkusza prostokątnego. Po drukowaniu 3D i sieciowaniu obie struktury analizowano pod względem pęcznienia i właściwości reologicznych, a ich porowatość oceniano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. Wyniki pokazały, że struktura kratowa była względnie bardziej porowata ze zwiększonymi właściwościami reologicznymi i wykazywała niższą szybkość degradacji w porównaniu z arkuszem prostokątnym. Ponadto, sieć komórkowa umożliwiła proliferację komórek w większym stopniu w porównaniu z arkuszem prostokątnym, który początkowo zachował mniejszą liczbę komórek. Wszystkie te wyniki potwierdziły wspólnie, że sieć stanowi doskonały projekt rusztowania dla aplikacji inżynierii tkankowej. "

Zespół użyłAllevi 2 3D bioprinter, wcześniej znany jako BIOBOT 1, aby stworzyć mieszaninę komórek i bioink, które zoptymalizowali w poprzednim badaniu. Do wytworzenia bioink wykorzystano mieszaninę RB, HA i f-żelatyny. Wierzyli, że eksperymenty, które przeprowadzili w badaniu, pozwolą im dostrzec więcej różnic między prostokąciami i strukturami kratownicowymi, a także "otworzy możliwość znacznego ulepszenia projektu trójwymiarowego konstruktu biograficznego do inżynierii tkanek serca na błonie". chip, używając bioprintingu. "

Naukowcy ustalili, że w porównaniu do struktury z prostokątnymi arkuszami, wielowarstwowa struktura kratkowa wydaje się być bardziej stabilnym rusztowaniem i zapewnia optymalną porowatość, dobrze połączone pory i większa sztywność strukturalna, z których wszystkie połączone tak, że kapsułkowane komórki mogłyby się bardziej proliferować. Oznacza to, że struktury kratowe są prawdopodobnie lepszym wyborem dla rusztowania dla trójwymiarowych struktur biotopowych w zastosowaniach inżynierii tkankowej.

"Badanie to ujawniło fundamentalne różnice w dwóch odmiennych, usieciowanych chemicznie miękkich strukturach wytworzonych przy użyciu tego samego bioinksu. , "Napisali naukowcy. "Ta fundamentalna różnica spowodowała rozbieżne właściwości mechaniczne obu struktur, co mogło również wpłynąć na zachowanie, wzrost i proliferację komórek, umożliwiając strukturę kratownicową, aby umożliwić komórkom lepszą komunikację, ostatecznie prowadząc do lepszych wydajności komórek w porównaniu z arkuszem prostokątnym . Ponadto, sieć kratowa umożliwia odłożenie większej ilości bioinksu, co pozwala na uwięzienie większej liczby komórek wewnątrz drukowanej struktury. "

Doszli do wniosku, że w przyszłości struktury kratownic w trójwymiarowych bioinkach mogą być badano jako dobre platformy do hodowli różnych typów komórek, w warstwie po warstwie, w tej samej strukturze.