Tworzenie struktur naczyniowych przy użyciu niedrogich stacjonarnych drukarek 3D

W pracy zatytułowanej "Inżynieria sieci naczyniowych w biokompatybilnych hydrożelach za pomocą technologii druku 3D", doktorant o nazwisku Juan Liu omawia potrzebę nowych technologii w gojeniu się ran. Podczas gdy klapki skórne i przeszczepy są "złotym standardem" w klinicznym leczeniu dużych uszkodzeń skóry i tkanki podskórnej, istnieje wiele powikłań, które mogą wynikać z tych zabiegów, i istnieje również kwestia braku wystarczającej ilości skóry, aby móc zbierać plony. pokrywają szczególnie duże rany.

Drukowanie 3D przy użyciu komórek macierzystych pozwala jednak na tworzenie nieograniczonej ilości tkanki w celu leczenia dużych ran. Korzystanie z komórek od pacjenta zmniejsza również ryzyko odrzucenia. Jednak w celu wytworzenia i utrzymania żywej tkanki konieczne jest unaczynienie, co oznacza, że ​​należy utworzyć naczynia krwionośne, co jest trudną częścią inżynierii tkankowej. Liu stawia hipotezę, że technologia druku 3D na komputerach typu open source może być wykorzystywana do projektowania i wytwarzania "spersonalizowanych bio-sztucznych tkanek wielokomórkowych z wbudowanymi kanałami zaopatrzeniowymi podobnymi do naczyń i odpowiednimi reaktorami biologicznymi do długoterminowej hodowli tkanek 3D."

Liu nakreśla następujące cele:

Liu udowadnia, że ​​technologia druku 3D może być wykorzystana do precyzyjnego formowania struktur naczyniowych w hydrożelach obciążonych komórkami. Tworzy również "dostosowane bioreaktory PLA i PDMS do ciągłej perfuzji i działania w czasie rzeczywistym." Struktury naczyniowe utworzone w hydrożelach naładowanych komórkami, które zostały utworzone przez drukowanie 3D, były w stanie zwiększyć żywotność komórek otaczających struktury naczyniowe .

"Udowodniono, że ostateczny system oparty na PDMS podtrzymuje długoterminową hodowlę komórek 3D, która jest podstawą do proliferacji komórek 3D i tworzenia tkanek in vitro", mówi Liu. "Między innymi takie podejście ma wyjątkowe zalety polegające na wytwarzaniu wielowarstwowego urządzenia naczyniowego opartego na hydrożelu w opłacalny i szybki sposób, który ma ogromny potencjał w zakresie rentownej hodowli komórek 3D, złożonej inżynierii tkankowej, modelowania choroby, jak również badania przesiewowego leków."

Ten model, kontynuuje, mógłby być również wykorzystany do naśladowania architektury naturalnej tkanki i tworzenia większych wielowarstwowych konstruktów hydrożelowych z odpowiednimi warstwami funkcjonalnych komórek do badania morfologii, różnicowania i potencjalnej funkcji inżynierskich konstruktów tkankowych. / p>

"Dalsza optymalizacja stężenia hydrożelu w każdej warstwie, gęstości komórek i parametrów perfuzjimoże umożliwić przygotowanie trójwymiarowych tkanek naczyniowych w warunkach naśladujących środowisko naturalne o lepszych funkcjach i kompozycjach matrycowych "- dodaje. "W celu przezwyciężenia tendencji kurczenia się miękkich hydrożelów, obiecujące jest połączenie z włóknami elitarnymi. Przedstawiony w tej pracy system pozwala na wykonanie sieci naczyniowych zarówno w hydrożeliach miękkich, jak i sztywnych. Może służyć jako nowa platforma dla unaczynionej inżynierii tkankowej, która ułatwia generowanie bardziej funkcjonalnej, zmodyfikowanej tkanki naczyniowej. Może to być przydatne w badaniach nad pokryciem rany i regeneracją tkanek, a ostatecznie może pomóc w leczeniu ran. "