在《华尔街日报》最近发表的一篇文章生物打印,研究人员讨论相关的挑战和前景3 d-bioprinting模仿的肝功能micro-patterned单位。
研究:模仿的肝功能micro-patterned单位:3 d-bioprinting挑战和视角。图片来源:Mr.Good / Shutterstock.com
背景
广泛的疾病可以导致任何条件影响肝脏的功能。为个人与肝衰竭,部分或全部器官移植已经成为治疗的黄金标准。然而,肝移植有几个缺点,比如缺乏捐献器官和可怜的移植成功。在这种情况下,肝组织工程,利用3 d生物打印过程,提供了另一种方法。
当这种技术结合合适的细胞,可打印的生物材料,和生长激素,可以创建一个更发达的模型更好地把握生物错综复杂。亚博网站下载打印的肝组织已经证明克服当前约束在肝脏再生,肝移植,和高通量药物测试,由于最近的发展3 d生物打印程序。
更好地了解肝脏显微结构和微环境细胞现象,干细胞分化技术,设计和制造方法,肝生物打印和组织工程领域的显著进展在过去的几十年里。
关于这项研究
在这项研究中,作者讨论了潜在的生物打印三维(3 d) micro-patterned结构模拟的复杂器官的身体和生成微观和宏观尺度的生物工程结构,类似于原始组织尽可能多。
很多挑战在肝组织工程,比如肝组织血管化高,问题培养肝细胞,肝的复杂的微环境,进行了讨论。当前在肝组织的生物打印技术障碍突出以及潜在的解决方案,和最合适的细胞类型,生物和水凝胶也说明。
团队讨论目前的挑战和局限性的3 d生物打印不同的细胞来源,不同的矩阵,生物,和vascularization-related问题在这个上下文。他们还确定了主要参数选择时需要考虑的水凝胶生物打印。
观察
几项研究表明,不同的肝癌细胞系,如HepG2 Huh7 HepaRG,可以执行广泛的主要人类肝细胞(收购PHH)功能。混沌流印刷允许一个高速度和分辨率为10µm 10厘米2区域。Bio-inks的最大细胞密度高达1 x 108- 1 x 109细胞/毫升或球状体可以使用激光辅助生物打印,保证生产的有序的肝脏,就好像单位。明胶溶液的溶胶-凝胶转变温度约为28°C,这是一个可靠的自然bio-ink为3 d生物打印器官。天然高分子生物打印和软组织工程首选,包括肝脏,1.5 - 2 kPa的刚度。
许多研究表明,3 d生物打印可以用来改进生物替代作为开发工具。更一致的应用材料、细胞和精确bio-bioprinters可以考虑重要亚博网站下载因素生物打印技术的设计和开发,以更好地模仿这些特质。
在生物的情况下,4 d生物打印技术已经开发了一个强大的平台,给了3 d生物打印“时间价值”。This method employed stimuli-responsive (smart) biomaterials capable of modifying the geometry of a construct over time, which allowed the creation of more complicated structures. When compared to traditional 3D bioprinting systems, the 4D bioprinting approach resulted in a more satisfying microenvironment design. In terms of cell sources, stem cell-derived hepatic-like cells (HLCs) appeared to be more promising than primary hepatocytes for the development of 3D structures.
此外,由于难以模仿真正的肝脏功能品质和细胞密度,3 d印刷肝脏结构包含单个细胞是有局限性的。生物打印的球状体被用在许多研究要解决这个问题,和bio-inks最有效生物打印的关键组件。此外,足够的刚度随时间保持整个结构的稳定至关重要。
结论
总之,本研究阐明,尽管3 d生物打印仍处于初期阶段,但它有可能克服许多障碍与生产相关的复杂的组织为了模拟人体的自然条件。作者强调,bio-inks组成的新型生物材料结合脱细胞细胞外基质(dECM)可能适合生物打印。亚博网站下载用一个3 d结构单层培养,肝组织工程可以解决的约束。
研究小组认为,在未来的研究努力,平衡bio-printability和bio-functionality bio-inks应该被考虑。同时,创建多组分的bio-inks肝脏ECM一样的结构,全面了解肝脏ECM是必需的。研究了多组分bio-inks与肝脏dECM的调查。
总的来说,这项研究的结果表明,一个统一的去细胞过程,可以完全消除蜂窝组件,同时保留ECM元素必须提出和验证。它也使用独特的交联技术来快速生成的关键生物相容性的可打印多组分bio-inks。
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源
Heydari, Z。Pooyan, P。Bikmulina, P。,等。模仿的肝功能micro-patterned单位:3 d-bioprinting挑战和视角。生物打印e00208 (2022)。https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S2405886622000185
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