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哈佛医学院:具有等级孔结构的3D生物打印可注射负载细胞水凝胶体系

作者:admin发布时间:2020-10-10分类:产业动态浏览:7评论:0


导读:原题目:哈佛大学医学院:具备级别孔构造的三d生物复印可注射负荷体细胞水凝胶管理体系哈佛医学院YuShrikeZhang专家教授研究组报...
原题目:哈佛大学医学院:具备级别孔构造的三d生物复印可注射负荷体细胞水凝胶管理体系

哈佛医学院Yu Shrike Zhang专家教授研究组报导了一种根据羟基pe酰化果胶(GelMA)的生物黑墨水的制取方式 ,完成了具备纳米技术孔-微孔板-孔眼多级别孔的体细胞负荷水凝胶构造的三d生物复印,而且证实这类可注射级别孔水凝胶在微创手术机构再造和细胞治疗层面的应用前景。

多孔结构水凝胶因为內部存有着很多孔构造,可在注射前后左右具备形状记忆作用,运用该作用能够将其立即注射到机构破损室内空间内与之相符合并与周边的寄主机构融合,完成机构再造修补。另外,该方式 防止了入侵性手术,能巨大地缓解病人的痛楚。殊不知,现阶段已报导的选用干冻成桩的可注射水凝胶尽管可压缩性能最佳,却不可以在产生水凝胶的全过程中立即载入体细胞。因而,怎样提升原材料本身的限定,完成具备负荷体细胞且可压缩及注射的水凝胶的三d生物复印是务必处理的一个难题。

研究组运用羟基pe酰化果胶自身具备的纳米分子结构网络架构,融合双水相保湿乳液基本原理制取出具备μm等级的持续孔构造,并选用三d生物复印技术性构建出宏观经济孔构造,完成了具备纳米技术孔-微孔板-孔眼多级别孔构造的水凝胶的三d生物复印。(图1)。

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图1. 三d生物复印具备纳米技术孔-微孔板-孔眼多级别孔构造的可注射水凝胶控制模块平面图。

科学研究工作中讨论了聚环氧乙烷(PEO)在生物黑墨水中的容积占核对水凝胶直径的危害;依据溫度对生物黑墨水的砂浆稠度的危害,采用减少溫度的方式 提升 可复印性;并讨论了聚环氧乙烷(PEO)在生物黑墨水中的容积占核对结构力学性能的危害。(图2)

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图2. 级别孔水凝胶的原材料定性分析。

科学研究工作中另外从宏观经济和微管2个层面比照了规范水凝胶和多孔结构水凝胶的受力前后左右主要表现,觉得级别孔的存有极大地提高了水凝胶受力前后左右的样子保持能力。(图3)

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图3. 级别孔水凝胶样子可记忆力性能点评。

科学研究工作中比照了规范水凝胶和级别孔水凝胶在注射前后左右的构造一致性,觉得级别孔的存有能提升 水凝胶可注射性能。(图16)

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图16. 级别孔水凝胶可注射性能点评。

科学研究工作中对水凝胶受力、注射前后左右体细胞的特异性、繁衍及屈伸性能开展了评定,觉得历经挤压成型及其注射全过程,体细胞仍能保持稳定的特异性、繁衍及屈伸性能。(图5)

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图5. 级别孔水凝胶受力、注射前后左右体细胞的特异性、繁衍及屈伸性能的评定。

科学研究工作中接着对级别孔水凝胶受力、注射前后左右人间充质干细胞的分化能力开展了评定,觉得历经挤压成型及其注射全过程,人间充质干细胞美容仍能保持稳定的分裂能力。(图6)

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图6. 级别孔水凝胶受力、注射前后左右人间充质干细胞的分化能力定性分析。

科学研究工作中还对可注射级别孔水凝胶的身体主要表现开展了评定,觉得级别孔水凝胶能使身体组织细胞进到孔构造开展生长发育并完成机构修补。(图7)

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图7. 可注射级别孔水凝胶身体定性分析。

该科学研究工作中展现了一种具备纳米技术孔-微孔板-孔眼级别孔构造的水凝胶的制取方式 ,不但提升 了受力及注射前后左右的外貌维持作用,另外能够在产生水凝胶的全过程中立即载入体细胞,体细胞特异性、繁衍、屈伸和分裂性能优良。另外,能够选用三d生物复印的优势使之样子可操控性获得巨大的提升 ,有望在组织工程、生物研究和人性化医治层面获得运用。该工作中以“Bioprinted Injectable Hierarchically Porous Gelatin Methacryloyl Hydrogel Constructs with Shape-Memory Properties”问题在Advanced Functional Materials上发布。美国哈佛大学应国量博士研究生姜楠博士研究生为该毕业论文的相互第一作者,通讯作者为Yu Shrike Zhang专家教授

毕业论文连接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202003740

作者简介

Yu Shrike Zhang博士研究生于美国哈佛大学医学院出任终身教授,二零一三年于Georgia Institute of Technology生物医药学工程学院获得博士研究生。研究领域包含生物复印及人体器官集成ic的平台搭建与应用研究,在有关行业发布科学研究毕业论文及具体描述200余篇,包含以第一或通讯作者发布的PNAS、Science、Nat. Rev. Mater.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、ACS Nano、Angew. Chem. Int. Ed.、Biomaterials 等,在其中超出40篇封面图文章内容;科研成果曾被BBC、Fox News、The Boston Globe/STAT News、Science Daily、Technology Networks、IEEE Spectrum、C&EN、《科技日报》等报导。出任十余本杂志期刊的小编、副主编和编委会,曾得到多种多样国际性和地域性荣誉奖40多项。研究组网页页面:https://shrikezhang.com/

哈佛医学院:具有等级孔结构的3D生物打印可注射负载细胞水凝胶体系

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