3d-trykte tykke vaskulariserte vevskonstruksjoner for orgelteknikk og regenerativ medisin

Fremgang i narkotikatesting og regenerativ medisin kan ha stor nytte av laboratoriekonstruerte humane vev bygget av en rekke celletyper med presis 3d-arkitektur. Men produksjon av større enn millimeter størrelse menneskelig vev har vært begrenset av mangel på metoder for å bygge vev med innebygd livsopprettholdende vaskulære nettverk.

Tverrfaglig forskning ved Wyss Institute har ført til utviklingen AV en multi-material 3d bioprinting metode som genererer vaskularisert vev består av levende humane celler som er nesten ti ganger tykkere enn tidligere utviklet vev og som kan opprettholde sin arkitektur og funksjon i oppover på seks uker. Metoden bruker en tilpassbar, trykt silikonform for å huse og plumb det trykte vevet på en brikke. Inne i denne formen skrives et rutenett av større vaskulære kanaler som inneholder levende endotelceller i silikonblekk, der en selvbærende blekk som inneholder levende mesenkymale stamceller (MSCs) er lagdelt i en separat utskriftsjobb. Etter utskrift brukes en væske som består av fibroblaster og ekstracellulær matrise til å fylle åpne områder i konstruksjonen, og legger til en bindevevskomponent som krysser og stabiliserer hele strukturen ytterligere.

den resulterende bløtvevsstrukturen kan umiddelbart perfuseres med næringsstoffer samt vekst-og differensieringsfaktorer via en enkelt innløp og utløp på motsatte ender av brikken som kobles til den vaskulære kanalen for å sikre overlevelse og modning av cellene. I en proof-of-principle studie tillot en centimeter tykk bioprinted vevskonstruksjoner som inneholder Humane benmarg MSCs omgitt av bindevev og støttet av en kunstig endotel-lined vaskulatur sirkulasjon av beinvekstfaktorer og senere induksjon av beinutvikling.

denne innovative bioprinting-tilnærmingen kan modifiseres for å skape forskjellige vaskulariserte 3d-vev for regenerativ medisin og narkotikatesting. Wyss-teamet undersøker også bruken AV 3d bioprinting for å fremstille nye versjoner av Instituttets organer på chips-enheter, noe som gjør produksjonsprosessen mer automatisert og muliggjør utvikling av stadig mer komplekse mikrofysiologiske enheter. Denne innsatsen har resultert i det første helt 3d-trykte orgelet på en brikke – et hjerte på en brikke – med integrerte myke belastningssensorer.