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Le procédé neuf active l'impression 3D des tissus biologiques sans échafaudages

Des tissus et les organes conçus ont été développés avec des degrés variés de réussite dans les laboratoires depuis de nombreuses années. Bon nombre d'entre eux ont employé une approche d'échafaudage où des cellules sont injectées sur les structures de support biodégradables qui fournissent l'architecture fondamentale de l'organe ou du tissu désiré.

Mais les échafaudages peuvent être problématiques -- éventuel, ils devraient dégrader et disparaître, mais calage que la décomposition pour coïncider avec la maturation de l'organe est délicate, et parfois les dérivés de dégradation peuvent être toxiques. Les échafaudages peuvent également nuire le développement des liens de cellule-à-cellule, qui sont importants pour la formation des tissus fonctionnels.

Maintenant, une équipe de recherche aboutie par Eben Alsberg, le professeur de Richard et de côte de prêt de la bio-ingénierie et des orthopédies à l'Université de l'Illinois chez Chicago, a développé un procédé qui active l'impression 3D des tissus biologiques sans échafaudages utilisant la « encre » composée des cellules souche seulement. Elle enregistre leurs résultats dans les horizons de matériaux de tourillon.

Notre cellule estampant seulement la plate-forme tient compte de l'impression 3D des cellules sans support classique d'échafaudage utilisant un bain temporaire de talon d'hydrogel dans lequel l'impression a lieu. »

Eben Alsberg, Université de l'Illinois chez Chicago

Les talons d'hydrogel de micron-écaille permettent le gicleur de l'imprimante 3D au mouvement par lui et déposent des cellules avec la résistance minimale à ce mouvement de gicleur ou à l'éjection des cellules. Les talons de gel supportent les cellules pendant qu'ils sont estampés et les maintiennent en place et préservent leur forme.

Une fois que les cellules sont estampées dans la modification de talon d'hydrogel, elle est exposée à la lumière UV, qui réticule les talons ensemble, en réalité les gelant en place. Ceci laisse les cellules estampées brancher les uns avec les autres, mûrir et se développer dans une structure stable. Les medias qui baigne les cellules passe facilement par les talons réticulés de gel et peut être changés à l'extérieur pendant que nécessaire pour fournir les éléments nutritifs frais et pour avoir des produits de déchets effectués par les cellules. Les talons d'hydrogel peuvent être retirés l'agitation douce, ou en réglant leur dégradation, laissant le tissu intact derrière.

« Le bain de talon d'hydrogel a les seules propriétés qui permettent pour des les deux l'impression du bioink réservé à la cellule dans des architectures complexes, et stabilisation temporaire suivante de ces structures réservées à la cellule à tenir compte pour que les jonctions de cellule-cellule forment, » Alsberg a dit. « Utilisant la chimie nous pouvons alors régler quand les talons partent. »

L'équipe de l'Alsberg de cellules utilisée sont des cellules souche -- ceux qui peuvent différencier dans que l'une grande variété l'autre cellule tape. Ils ont employé les cellules souche à l'épreuve 3D une oreille de cartilage et un « fémur » de taille d'un rongeur dans le bain de talon d'hydrogel. Les cellules qu'elles ont estampées pouvaient former la niche, liens de cellule-cellule par les protéines spécialisées.

« Pour la première fois, des éléments réservés à la cellule peuvent être estampés sous les formes compliquées qui se composent de différents types de cellules sans transporteur d'hydrogel ou échafaudage traditionnel qui peuvent alors être stabilisés pendant une période d'un jour aux semaines. Nous avons expliqué que des ensembles de cellules peuvent être dispensés et assemblés utilisant cette stratégie à de plus grands tissus fonctionnels de forme, qui peuvent être valeur pour le bureau d'études de tissu ou le médicament régénérateur, dépistage des drogues et comme modèles pour étudier la biologie du développement, » Alsberg avons dit.

Source:
Journal reference:

Alsberg, E. et al. (2019) Individual cell-only bioink and photocurable supporting medium for 3D printing and generation of engineered tissues with complex geometries. Materials Horizons. doi.org/10.1039/C9MH00375D.