文獻(xiàn)解讀：多孔粘彈性水凝膠的觸發(fā)式微孔形成生物打印

 

模擬宿主組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)的細(xì)胞負(fù)載支架對(duì)于廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用非常重要，但生物打印仍具有挑戰(zhàn)性。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，研究者報(bào)告了一種稱為觸發(fā)式微孔形成生物打印的新方法。  這種方法可以產(chǎn)生具有確定結(jié)構(gòu)和互連孔隙的細(xì)胞負(fù)載支架，孔隙大小不一，涵蓋多種細(xì)胞類型。生物打印支架的粘彈性可以與生物組織的粘彈性相匹配，并且不受孔隙率和硬度的影響。盡管孔隙率較高，但生物打印支架也表現(xiàn)出卓越的機(jī)械堅(jiān)固性。生物打印方法和由此產(chǎn)生的支架支持細(xì)胞擴(kuò)散、遷移和增殖。  三維生物打印系統(tǒng)在聲帶組織工程和體外癌癥模型方面的潛力得到了證實(shí)。其他可能的應(yīng)用還包括組織修復(fù)、再生醫(yī)學(xué)、芯片器官、藥物篩選、器官移植和疾病建模。

觸發(fā)式微孔形成（TMF）生物打印。(a)將含有細(xì)胞的生物墨水（深藍(lán)色）通過 TMF 生物打印技術(shù)制成具有確定結(jié)構(gòu)（特征尺寸 P）的支架。(b) 在相分離誘導(dǎo)基質(zhì)（PSIM，淺藍(lán)色）內(nèi)形成的多孔粘彈性水凝膠（PVH），該基質(zhì)支撐擠出的生物墨水并提供相分離誘導(dǎo)劑（灰色三角形），從而在高溫下形成細(xì)胞大小的孔（孔徑 p）。(c）以聚乙二醇（PEG）為交聯(lián)劑調(diào)節(jié) PVH 的粘彈性響應(yīng)。粘彈性響應(yīng)表現(xiàn)為恒定應(yīng)變下的應(yīng)力松弛。(d）分層多孔支架的熒光圖像；比例尺為 2 毫米。(e）用羅丹明-B（紅色）標(biāo)記的生物打印支架內(nèi)部微孔的共焦圖像；比例尺為 30 微米。

研究成果
1. 支架結(jié)構(gòu)與性能

2. 細(xì)胞相容性與功能

3. 應(yīng)用場(chǎng)景

未來展望
1. 創(chuàng)新貢獻(xiàn)

2. 潛在應(yīng)用

設(shè)備應(yīng)用
在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)研究中，用橙色 DNA 選擇性染色劑（Invitrogen 公司，V35005）對(duì)活細(xì)胞進(jìn)行染色，染色后立即將其嵌入殼聚糖水凝膠中。將含有細(xì)胞的水凝膠轉(zhuǎn)移到無細(xì)胞粘附涂層的 8 孔培養(yǎng)板中，并使用JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)RFP通道超過48小時(shí)。

 

(e) hVFFs 在 PVH 內(nèi)遷移的實(shí)時(shí)成像。兩個(gè)移動(dòng)的細(xì)胞分別用藍(lán)色和綠色箭頭標(biāo)記，一個(gè)靜止的細(xì)胞用黃色箭頭標(biāo)記，以供參考。(f）PVH 和 NEH 內(nèi)的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。