心血管系統是所有脊椎動物發育的關鍵,負責為組織和器官輸送氧氣與營養,并清除代謝廢物。然而,構建具有可灌注流體網絡的組織工程支架一直是生物工程領域的重大挑戰。
傳統組織工程支架存在局限性,要么厚度受限于被動營養擴散(約200μm),要么較大結構因缺氧形成壞死核心。微流控芯片和器官芯片系統雖在模擬血管流動和生物過程方面發揮了作用,但制造材料多為塑料和彈性體(如聚二甲基硅氧烷),存在機械性能與天然組織差異大、可能吸附脂溶性生物分子、制造需光刻技術和潔凈室、無法被細胞重塑等問題。
水凝膠基材料構建可灌注支架被認為是解決這些挑戰的有效途徑,但現有技術在3D空間中圖案化細胞、水凝膠、細胞外基質等成分方面仍存在不足,限制了模型系統的結構復雜性和功能。
英文標題:3D bioprinting of collagen-based high-resolution internally perfusable scaffolds for engineering fully biologic tissue systems
期刊:Science Advances
發表日期:2025年4月23日
作者:Daniel J. Shiwarski、Andrew R. Hudson、Joshua W. Tashman、Ezgi Bakirci、Samuel Moss、Brian D. Coffin、Adam W. Feinberg
作者單位:卡內基梅隆大學生物醫學工程系、匹茲堡大學生物工程系、匹茲堡大學心肺血管醫學研究所、匹茲堡大學醫學院醫學系、卡內基梅隆大學材料科學與工程系
DOI:10.1126/sciadv.adu5905
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①高溫平臺:支持室溫-100℃有效輔助溫敏水凝膠材料打印后輔助固化成型;
②墨水擠出打印:適合低粘度生物材料,如水凝膠、明膠等;
①可搭載紫外燈輔助固化成型模塊該模塊支持多種波長范圍,有效輔助含光引發劑直寫材料的輔助固化成型;
②搭載同軸模塊通過其特有的調壓模塊實現核殼結構的組織工程支架;
③可搭載低溫直寫噴頭/平臺模塊該模塊支持-5℃-室溫,能快速提高固化效率,保障材料打印成型效果;
①支持4波長紫外固化燈(365、385、395、405nm),實現距離、照射角度、光功率等多參數可調;
②同軸雙料筒滿載10CC可獨立調壓,實現不同材料管狀等復雜結構打??;
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