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Il nuovo processo permette alla stampa 3D dei tessuti biologici senza impalcature

I tessuti e gli organi costruiti si sono sviluppati per molti anni con i vari gradi di successo in laboratori. Molti di loro hanno usato un approccio dell'armatura dove le celle sono seminate sulle strutture complementari biodegradabili che forniscono l'architettura di fondo dell'organo o del tessuto desiderato.

Ma le impalcature possono essere problematiche -- infine, dovrebbero degradarsi e scomparire, ma la sincronizzazione che la decomposizione coincidere con la maturazione dell'organo è complessa ed a volte i sottoprodotti di degradazione possono essere tossici. Le impalcature anche possono interferire con lo sviluppo delle connessioni della cella--cella, che sono importanti per la formazione di tessuti funzionali.

Ora, un gruppo di ricerca piombo da Eben Alsberg, il professore della collina di prestito e di Richard della bioingegneria e dell'ortopedia all'università dell'Illinois a Chicago, ha sviluppato un trattamento che permette alla stampa 3D dei tessuti biologici senza impalcature facendo uso “di inchiostro„ composte soltanto delle cellule staminali. Riferisce i loro risultati negli orizzonti dei materiali del giornale.

La nostra cella che stampa soltanto la piattaforma tiene conto la stampa 3D delle celle senza un supporto classico dell'impalcatura facendo uso di un bagno temporaneo della perla dell'idrogel in cui la stampa ha luogo.„

Eben Alsberg, università dell'Illinois a Chicago

Le perle dell'idrogel del micron-disgaggio permettono l'ugello della stampante 3D al movimento con e depositano le celle con la resistenza minima a quel movimento dell'ugello o all'espulsione delle celle. Le perle del gel supportano le celle mentre sono stampate e le tiene sul posto e conserva la loro forma.

Una volta che le celle sono stampate nella matrice della perla dell'idrogel, è esposta a luce UV, che unisce con legami atomici incrociati insieme le perle, in effetti congelandole sul posto. Ciò lascia le celle stampate connettere a vicenda, maturare e svilupparsi all'interno di una struttura stabile. I media che bagna le celle passa facilmente per le perle unite con legami atomici incrociati del gel e possono essere cambiati fuori mentre necessario per fornire le sostanze nutrienti fresche e per eliminare i residui fatti dalle celle. Le perle dell'idrogel possono essere eliminate through agitazione delicata, o gestendo la loro degradazione, lasciante il tessuto intatto dietro.

“Il bagno della perla dell'idrogel ha beni unici che permettono gli entrambi la stampa del bioink solo cella nelle architetture complesse e stabilizzazione temporanea successiva di queste strutture solo cella da tenere conto le giunzioni della cella-cella formarsi,„ Alsberg ha detto. “Facendo uso di chimica possiamo poi regolamentare quando le perle vanno via.„

Il gruppo del Alsberg delle cellule usato è cellule staminali -- quelli che possono differenziarsi in un'ampia varietà di altra cella digitano. Hanno utilizzato le cellule staminali alla stampa 3D un orecchio della cartilagine e “un femore„ roditore di taglia nel bagno della perla dell'idrogel. Le celle che hanno stampato potevano formare la stalla, connessioni della cella-cella attraverso le proteine specializzate.

“Per la prima volta, le costruzioni solo cella possono essere stampate nei moduli complessi che si compongono dei tipi differenti delle cellule senza i portafili dell'idrogel o un'impalcatura tradizionale che possono poi essere stabilizzati per un periodo di giorno alle settimane. Abbiamo dimostrato che i cumuli delle cellule possono essere organizzati e montati facendo uso di questa strategia ai più grandi tessuti funzionali del modulo, che possono essere utili per assistenza tecnica del tessuto o medicina a ricupero, selezione della droga e come modelli per studiare biologia dello sviluppo,„ Alsberg abbiamo detto.

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.