השימוש ב Bioprinting כדי ליצור מודלי צ'יפס וחילוניים בתרבות

הקדמה: ההבטחה של bioprinted Tissues

Bioprinting הפכה את הנדסת רקמות על ידי מתן ייצור של מבנים תלת-ממדיים ששכפלו את האדריכלות ואת הפונקציה של רקמות אנושיות ילידיות.עם זאת, ללא רשת כלי דם פונקציונלי - מברשות, arterioles, ו venules - רקמות מעובדות נשארות מבטיחות עד דק, שכבות פולשניות אשר נכנעות במהירות hypoxia ו necrosis.היכולת הביו-ריקולת זה הפך מודל חדש של התפתחות תאית, אשר בסופו של תרופות, אשר בסופו של התפתחות אסטרטגית, אשר בסופו של דבר, אשר הפך את המודל הנוכחי, פיתוח תאית, אשר הפך את המודל הנוכחי, אשר הפך את המודל הנוכחי, אשר הפך את המודל הנוכחי, אשר הפך את המודל הזה, אשר הפך את המודל הנוכחי, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, פיתוח דלקת פרקים קריטי של תרופות נוגדת של תרופות נוגדת של תרופות נוגדת של דלקת פרקים קריטי של תרופות, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח לאחרונה, מתפתח מודל זה, וחדשני של תרופות נוגדן של תרופות, הוא קריטי של תרופות נוגדני של תרופות, הוא קריטי של תרופות.

מה זה Bioprinting?

Bioprinting הוא תהליך ייצור תוספתי אשר הפיקד תאים חיים, biomaterials, וגורמי צמיחה בסדרי מרחבי מדויקים לבנות מבנים דמוי רקמות.בניגוד הדפסה 3D קונבנציונלית, אשר משתמשת פלסטיק או מתכות, ביו-דייטינג מעסיקת את ה-FLT:0bioinksFLT:1 - ניסוחים המכילים תאים קיימא מושעה ב הידרוגלס, רכיבים נוספים, ביומטריים או חומרים מורכבים אלה, אשר יכולים ליצור תאים טבעיים, עם תאים מורכבים של תאים מורכבים, עם תאים מורכבים של תאים מורכבים, או תאים מורכבים, עם תאים מורכבים של תאים מורכבים, או תאים מורכבים, עם תאים מורכבים של תאים מתכתיים, עם תאים מורכבים, עם תאים מורכבים, 000, או תאים מורכבים, עם תאים מורכבים של תאים מורכבים, עם תאים מורכבים, 000, 000, 000, 000, או תאים טבעיים, או תאים מורכבים, עם תאים מורכבים, 000.

קיימות מספר שיטות הדפסה ביולוגית:

(ב) ,0) ,הטבעה מבוססת-העתה של ה-FLT: פיזור מתמשך, מתאים לתנודות תאים גבוהות ולמבנה גדול.
(ב) ,0) ,Inkjet bioprintingFLT: 1 (המבוסס על טיפת טיפת, המאפשרת רזולוציה גבוהה אך יכולת תא נמוכה יותר לאורך זמן הדפסה ארוך.
(FLT:0)Laser-assisted bioprintingFLT:1; משתמש הדופק לייזר כדי להעביר תאים מסרטון תורם, המציע דיוק מיקרון.
(FLT:0) ,Stereolithography מבוסס bioprintingFLT ( 1:1: photopolymerization של שכבת ביו-inks על ידי שכבה, אידיאלי עבור אדריכלות מורכבת.

לכל טכנולוגיה יש עצירות מסחר ברזולוציה, דרך חישוב, תאימות תאים, אבל כולם תורמים למטרה התגברה של ייצור רקמות פונקציונליות.

האתגר הקריטי של וחילון

רקמות טבעיות מסתמכות על רשת מקיפה של capillary כדי לספק חמצן וחומרים מזינים תוך הסרת פסולת מטבולית.ברקמות מונדסות, היעדר רשת כזו מובילה להיקף דיפוזיה של כ -100-200 מיקרומטרים - מעבר לכך, תאים ב"בעיה של ליבת" זה מנעו היסטורית את יצירתם של מבנים מורכבים, מטבוליים פעילים לשימוש קליני.

ניסיונות מוקדמים לvascularize scaffolds כללו תאים endotal על ערוצים preformed או גרימת אנגוגנזה באמצעות שחרור גורם צמיחה.עם זאת, שיטות אלה לעתים קרובות הפיקו רשתות לא סדירות, גרועות למדי. Bioprinting מציעה גישה מבוקרת יותר: זה יכול ישירות דפוס תאים קצהליים ותמיכה תאים (למשל, perictes, תאים גיאומטריים חלק) לתוך תאים גיאומטריים מוגדרים מראש, לחקות תאים חית כימות.

טכניקות מפתח להנדסת חשמל עבור וחילוניות

Bioinks

אחת האסטרטגיות המצליחות ביותר משתמשת בחומרים ⁇ FLT ( 1:1) אשר מודפסים כתבנית זמנית עבור ערוצים vascular.לאחר שהמבנה הוא מחובר וייצוב, דיו הקרבי הוסר (למשל, כליה, על ידי פירוק, חימום, או עיכול אנזים), אשר פועל מאחורי צינורות חד-פעמיים המשמשים באופן משותף לקקרי לב, כולל מודלים של פחמימות, וגלויים, כמו גם ב-Frusdiac, ו-Ric, כדי ליצור מודלים של פחמימות, ו-Ricial, כדי ליצור מודלים של סוכריות, ו-Ricial, כדי ליצור מודלים, כדי ליצור סגסוגת זכוכית, כמו גם כן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 כבד, 000 כבד, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 כבד, 000, 000, 000, 000 כבד, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לב, 000, 000, 000, 000,

המונחים: coaxial Extrusion

קוצים קואקסיאליים מאפשרים לחדירה בו זמנית של ביונק ליבה (כולל תאים קצה-החליים) ו- ביוינק פגזים (מציעים תמיכה) כפי שהמבנה מודפס, חומר הליבה יכול להיות חוצה באופן סלקטיבי או הוסר, יצירת ערוץ דמוי-כלי עם תאים נוסטליים מן ההתחלה.

Multi-Nozzle ו- Microfluidic Bioprinting

ביו-printers מודרניים מצוידים עם ראשי הדפסה מרובים יכולים להפקיד סוגים שונים של תאים וחומרים בישיבה אחת.לדוגמה, אחד נוזל עשוי להדפיס רקמה גדולה עם hepatocytes בעוד אחרים הדפסים רשת פולשנית עם תאים נוסטליים ותאים חלקיים של השריר.

ב-Situ Bioprinting

עבור יישומים רגנרטיביים, בתוך ביו הדפסה ביו-ריקולציה תאים ו biomaterials ישירות לתוך אתר פגם.כאשר בשילוב עם הדמיהvascular (למשל, מ angiography CT), המדפסת יכולה להניח תבנית פולשנית ספציפית לחולה המשלבת עם מחזור המארח לאחר השתלה. גישה זו היא עדיין ניסיונית אך מבטיחה לניתוח שיקום.

חומרים וביובקים עבור ווסקולריים לבנות

הבחירה של ביוינק היא חיונית להשגת יכולת הדפסה ותפקוד פולשני. ביו-inks אידיאליים צריכים לתמוך בכדאיות התא, לאפשר חיבור צלב הולם, וניתוק בקצב שמתאים לרקמות מחדש.רכיבי ביוינק נפוצים כוללים:

(ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) אלג'ינראטפל 1 (AlginateFLT:1): פולישביד חצוי המקשר המציע ג'לציה מהירה ודפסות גבוהה, לעתים קרובות מעורבב עם חומרים אחרים כדי לשפר את תאימות התא.
(FLT:0)Hyaluronic acidFLT:1: מרכיב ממטריקס חוץ סלולרי מקדם אנגוגנזה ומייצר מיקרוניום מיובש.
(FLT:0)FibrinigmalFLT:1: ממטריקס טבעי שנוצר לאחר פולימריזציה מתווך של thrombin, המשמש בדרך כלל במודלים רקמות מוטבעות בשל תכונותיו הפרו-אנגיוגניות.
(FLT:0) מאטריקס חוץ סלולרי (DECMrea)FLT:1: נגזר רקמות ילידות, dECM ביוינקים לשמור רמזים ביוכימיים התומכים היווצרות כלי שיט ובדל ספציפי רקמות.

תאים אנדוטיאליים המשמשים ביו-inks עשויים לבוא מן תאים אנדוטיים ורידיים של אורטרוליים (HUVECs), תאי גזע בשפע-המוכרים תאים, או תאים מימיים מיקרו-וסקולריים התומכים בסוגי תאים כמו perictes או תאי גזע mesenmal הם לעתים קרובות co-deposited כדי לייצב את כלי האחוזות וקידום כלי שיט.

יישומים של מודלים bioprinted

גילוי סמים וטוקסיקולוגיה

מודלים של רקמות וסילקולריות מספקים פלטפורמה רלוונטית יותר מבחינה פיזיולוגית לבדיקת תרופות מאשר תרבויות 2D מסורתיות. סמים חייבים לחצות מחסום קצה-החלי כדי להגיע לרקמות מטרה, ואת נוכחות של רשת פולשנית בלתי-אפשרית מאפשרת לחוקרים ללמוד תחבורה, חילוף החומרים, ו הרעילות בסביבה דינמית.לדוגמה, מודלים בעלי ערך מוטבעת ביולוגית עם מבנים משולבים דמויי סינוס שימשו לחיזוי פציעות הנגרמות על ידי סמים בצורה מדויקת יותר מאשר תרבויות סטטיות.

מחלות דוגמנות

על ידי שילוב תאים הקשורים לחולה, מבנים מוטבעים ביו-מקודמים יכול לשחזר תאים ספציפיים המחלה phenotypes. Tumor microenvironments, למשל, כבר מוטבע עם תאים סרטניים, תאים endothelial, תאים חיסוניים כדי לחקור angiogenesis, metastasis, ותגובה לטיפולים אנטי-אנגגניים.

רפואה חדשנית

השאיפה הסופית היא לייצר רקמות ואיברים מושתלים. bioprinted עצם grafts, תחליף עור, ואת כתמים myocardial נבדקו במודלים בעלי חיים פרה-קליניים. לדוגמה, תיקון לב מוטבע ביו-מוטבע המכיל רשת בלתי-פוסלת של כלי הישרדות ותפקוד כפול, כאשר מושתלים לתוך עמוק רעדבנים.

מגבלות וכיוונים עתידיים

למרות ההתקדמות המרשימה, יש להתגבר על כמה מכשולים לפני רקמות ביו-מוטבעות הופכות לכלים קליניים שגרתיים:

(FLT:0)Resolution לעומת סולם ה-FLT:1: הדפסת capillaries (5-10 μm קוטר) על פני ריבועים בקנה מידה סנטימטר, רוב המערכות הנוכחיות להשיג 50-500 מיקרומטר lumens, אשר עדיין פקודות של גודל גדול יותר מאשר קפסולות ילידיות.
(FLT:0) יציבות ארוכת טווח: כלי שיט מוטבעים לעתים קרובות מאבדים יושרה לאחר שבועות בתרבות בשל השפלה נזימטית, התכווצות תא, או חוסר רמזים מכניים ראויים.
(FLT:0) אינטגרציה עם vasculatureph1 מארח: על ההשתלה, הרשת המודפסת חייבת לוותר על זרימת החולה כדי להשיג היתוך מהיר - תהליך שהוא בלתי צפוי ולעתים קרובות לא שלם.
(FLT:0) סטוארדיזציה ואישור רגולטורי:1: ביונק, פרמטרים הדפסה, בקרת איכות להשתנות באופן נרחב, פגיעה בתרגום בניסויים קליניים.

פתרונות מתעוררים כוללים את השימוש ברזולוציה של FLT:0 (הפצה של אסטרטגיות פוטו-פוחיות) , אשר יכול להשיג את רזולוציה של sub-10 μm, שילוב של FLT:2angiogenic צמיחה גורמים באופן ספונטני ל-FLT 3 ב ⁇ s נשלטים מרחבית, והתפתחות של FLT:4 מארגן עצמי-inorganizing bioinrated FLTF:5 המאפשרים לתבניות הדפסה מוחלות גם לאחר הדפסה.

במבט קדימה, ההתכנסות של הביו הדפסה עם טכנולוגיית איברים-על-עצ'יפ עלולה לייצר מודלים זעירים של רקמות אנושיות זעירים שניתן להשתמש בהם לצורך הקרנה גבוהה.בינתיים, החלום של הביוגרף איבר אנושי פונקציונלי לחלוטין, השתלות - שלם עם שקע היררכיה היררכית - אינו מדע בדיוני, אלא מטרה ארוכת טווח שנרדפת על ידי מעבדות ברחבי העולם.

מסקנה

היכולת ליצור מודלים רקמות vascularized באמצעות bioprinting מייצגת שינוי פרדיגמטי בהנדסת רקמות.על ידי מעבר לבנות מבנים avascular פשוטים, החוקרים יכולים כעת לבנות רקמות ששורדים, לתפקד, ולפעול יותר כמו איברים ילידים.מבדיקת סמים להשתלתים רגנרטיביים, היישומים הם עצום.המשך חדשנות בנוסחאות ביו-ink, תוכנית הדפסה, ותרבות היתוך יהיה חיוני כדי לממש את הפוטנציאל המלא של טכנולוגיה זו, כמו גם טיפול ביו-רפואי, ללא ספק, כמו גם.

עוד קריאה

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] ,ב"ה: "הקדמה באסטרטגיות הביו-מוספרות מקודשות"
(ב) ⁇ (בלטינית: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇