constructe de țesut vascularizat gros imprimate 3D pentru ingineria organelor și medicina regenerativă

progresul în testarea medicamentelor și medicina regenerativă ar putea beneficia foarte mult de țesuturile umane proiectate în laborator construite dintr-o varietate de tipuri de celule cu arhitectură 3D precisă. Dar producția de țesuturi umane de dimensiuni mai mari de milimetru a fost limitată de lipsa metodelor de construire a țesuturilor cu rețele vasculare încorporate care susțin viața.

cercetarea multidisciplinară de la Institutul Wyss a condus la dezvoltarea unei metode de bioprintare 3D multi-materiale care generează țesuturi vascularizate compuse din celule umane vii care sunt de aproape zece ori mai groase decât țesuturile proiectate anterior și care își pot susține arhitectura și funcția timp de peste șase săptămâni. Metoda folosește o matriță de silicon personalizabilă, tipărită, pentru a adăposti și a plumba țesutul imprimat pe un cip. În interiorul acestei matrițe, este imprimată o rețea de canale vasculare mai mari care conțin celule endoteliale vii în cerneală siliconică, în care este stratificată o cerneală autoportantă care conține celule stem mezenchimale vii (MSC) într-o lucrare de imprimare separată. După imprimare, un lichid compus din fibroblaste și matrice extracelulară este utilizat pentru a umple regiunile deschise din cadrul construcției, adăugând o componentă a țesutului conjunctiv care leagă încrucișat și stabilizează în continuare întreaga structură.

structura țesuturilor moi rezultate poate fi perfuzată imediat cu substanțe nutritive, precum și factori de creștere și diferențiere printr-o singură intrare și ieșire la capetele opuse ale cipului care se conectează la canalul vascular pentru a asigura supraviețuirea și maturarea celulelor. Într-un studiu de dovadă a principiului, construcțiile de țesut bioprintat cu o grosime de un centimetru care conțin MSC-uri ale măduvei osoase umane înconjurate de țesut conjunctiv și susținute de o vasculatură artificială căptușită cu endoteliu, au permis circulația factorilor de creștere osoasă și, ulterior, inducerea dezvoltării osoase.această abordare inovatoare bioprinting poate fi modificată pentru a crea diferite țesuturi vascularizate 3D pentru medicina regenerativă și eforturile de testare de droguri. Echipa Wyss investighează, de asemenea, utilizarea bioprintării 3D pentru a fabrica noi versiuni ale organelor Institutului pe dispozitive cu cipuri, ceea ce face procesul de fabricație mai automatizat și permite dezvoltarea unor dispozitive microfiziologice din ce în ce mai complexe. Acest efort a dus la primul organ imprimat în întregime 3D pe un cip-o inimă pe un cip – cu senzori integrați de tulpină moale.