3D-geprinte Dikke vascularized weefselconstructies voor orgaanengineering en regeneratieve geneeskunde

vooruitgang in het testen van geneesmiddelen en regeneratieve geneeskunde zou veel baat kunnen hebben bij laboratorium-gemanipuleerde menselijke weefsels gebouwd van een verscheidenheid aan celtypes met nauwkeurige 3D-architectuur. Maar de productie van groter dan millimeter grote menselijke weefsels is beperkt door een gebrek aan methoden voor het bouwen van weefsels met ingebed leven-onderhoudende vasculaire netwerken.

multidisciplinair onderzoek aan het Wyss Institute heeft geleid tot de ontwikkeling van een multi-material 3D bioprinting methode die vascularized weefsels genereert die bestaan uit levende menselijke cellen die bijna tien keer dikker zijn dan voorheen gemanipuleerde weefsels en die hun architectuur en functie gedurende meer dan zes weken kunnen ondersteunen. De methode maakt gebruik van een aanpasbare, bedrukte siliconen mal om het bedrukte weefsel op een chip te huisvesten en te loodsen. In deze mal wordt een raster van Grotere vasculaire kanalen met levende endotheliale cellen in siliconeninkt gedrukt, waarin een zelfdragende inkt met levende mesenchymale stamcellen (MSCs) in een aparte print job wordt gelaagd. Na druk, wordt een vloeistof samengesteld uit fibroblasten en extracellulaire matrijs gebruikt om open gebieden binnen de construct te vullen, het toevoegen van een bindweefselcomponent die cross-links en verder stabiliseert de volledige structuur.

de resulterende structuur van zachte weefsels kan onmiddellijk worden geperforeerd met voedingsstoffen en groei-en differentiatiefactoren via een Enkele inlaat en uitlaat op tegenovergestelde uiteinden van de chip die verbinding maken met het vasculaire kanaal om de overleving en rijping van de cellen te garanderen. In een proof-of-principle studie, stond één centimeter dikke bioprinte weefselconstructies die menselijk beendermerg MSCS bevatten die door bindweefsel wordt omringd en door een kunstmatige endotheel-gevoerde vasculature wordt gesteund, de Omloop van beengroeifactoren toe en, later, de inductie van beenontwikkeling.

deze innovatieve bioprinting benadering kan worden aangepast om verschillende vascularized 3D weefsels te creëren voor Regeneratieve Geneeskunde en het testen van geneesmiddelen. Het Wyss-team onderzoekt ook het gebruik van 3D bioprinting om nieuwe versies van de organen van het Instituut op chips-apparaten te fabriceren, waardoor hun productieproces meer geautomatiseerd wordt en de ontwikkeling van steeds complexere microfysiologische apparaten mogelijk wordt. Deze inspanning heeft geresulteerd in het eerste volledig 3D-geprinte orgel op een chip – een hart op een chip – met geïntegreerde soft strain sensoren.