使用Pulma水凝膠進行3D打印細胞培養(yǎng)

Date:2019-01-10 09:11:52

       仿生水凝膠在醫(yī)學應用中提供了多種機會,據(jù)一組研究人員稱,“多糖水凝膠用于多尺度3D打印普魯蘭支架。”但合成微環(huán)境的產(chǎn)生模擬了天然組織生態(tài)位對細胞生長和分化的影響。需要新的方法來控制水凝膠特征分辨率、生物功能化和機械性能。在論文中,研究人員展示了如何通過使用具有可調(diào)機械性能的3D可打印基于支鏈淀粉的水凝膠來實現(xiàn)這一目標。
 
       普魯蘭多糖是一種非離子型線性多糖,由淀粉天然產(chǎn)生。它具有許多優(yōu)點:可生物降解、可食用、生物和血液相容、無毒、無免疫原性、無致突變性和非致癌性,并且易溶于水,可形成透明和粘稠的水凝膠。作為一種預防術后問題的防粘屏障層,在化妝品中得到了廣泛的應用。它具有抗自由基特性,已用于納米纖維或食品保存涂層中,用于食品保鮮,以及用于組織工程和再生醫(yī)學。
     研究人員表示,“我們推斷普魯蘭多糖可以在其羥基上進行定制改性,具有所需的化學部分(例如化學可聚合基團),以產(chǎn)生可調(diào)節(jié)機械性能的3D交聯(lián)結(jié)構(gòu)。事實上,盡管有這些具有吸引力的化學特征,但迄今為止,普魯蘭在生成具有特定2D和3D形狀和形態(tài)的支架或培養(yǎng)系統(tǒng)方面的潛力仍未被探索?!?/span>
 
      研究人員合成了用多尺度光輔助3D打印技術印刷的甲基丙烯酸普魯蘭(PulMA)水凝膠。使用立體光刻和雙光子光刻技術,他們制作了從毫米到幾微米以及懸浮結(jié)構(gòu)的3D圖案。
       他們繼續(xù)說道,“通過進一步將材料設計成光敏配方,我們通過空間控制照射(SL)構(gòu)建了復雜的3D形狀,克服了目前在第三維結(jié)構(gòu)上的局限性。通過添加能夠調(diào)節(jié)PulMA水凝膠的彈性模量和吸水性的雙功能交聯(lián)劑來控制機械性能,特別是剛性?!?/span>
將細胞系和間充質(zhì)干細胞(MSC)接種在微觀和宏觀3D結(jié)構(gòu)上以測試生物反應。測試顯示細胞存活且具有代謝活性,只有在纖連蛋白或纖維蛋白功能化的情況下才粘附。
 

     “由于在同一結(jié)構(gòu)中整合多尺度模式可能是組織工程和再生醫(yī)學領域以及水凝膠制造領域向前邁出的重要一步,這兩種不同的規(guī)模和技術尚未見報道,本研究證實PulMA水凝膠是優(yōu)異的基質(zhì)在適當?shù)墓δ芑笾С旨毎囵B(yǎng),具有賦予的機械性能和3D打印特征尺寸。”研究人員總結(jié)道,“另一方面,PulMA的非粘性特性可以對2D和3D中的粘合劑區(qū)域和單個細胞以及單層的圖案化進行微調(diào),從而通過微細加工為細胞工程提供了巨大的機會。將來,SLA和TPL在預先嵌入的細胞存在下制造可能是可行的,因為Pulma在沒有毒性或低毒性的情況下分別使用可見光和紅外輻射?!?/span>

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