Introduksiyon: Ang Pangako ng Vascularized Bioprinted Tructs

Ang pag-print ng biyoimpormasyon ay nag-iba ng mga tisyu sa pamamagitan ng paggawa ng tatlong-dimensional na mga pagbuo na ang mga tisyung venometro ay nananatiling limitado sa mga istruktura at tungkulin ng mga katutubong tisyu ng tao. gayunpaman, kung walang gumaganang mga venetrolary network na phyiecipitaries, arterioles, at venulesic na mga tisyu ay naging isang kritikal na mahalagang kaganapan, na nag-aklasipikasyon ng mga bagong posibilidad sa pag-unlad ng droga, avascular na sakit, at sa huli ay tumalabin ang mga organong ito ay nanaig sa mga ekweekwebikong mga ekweekwebhetiba ng mga ekwebhetasyon ng mga ekwilibrium at mga ekwilibhetib na pang-tagrkulobhetib na pang-inasyon ng mga tisyu, na pang-inasyon, na pang-introsis ng mga ekwili, na pang-kodikal, na pang-kodikal na pang-komento ng mga materyal.

Ano ba ang Pag - iimprenta ng Biyoke?

Ang pag-print ay isang prosesong pang-edukasyon na nag-iinskriba ng mga nabubuhay na selula, bioholometibo, at mga salik sa paglaki sa mga tiyak na spinal na kaayusan upang makagawa ng mga tisyu-tulad ng mga istraktura. di tulad ng pangkaraniwang 3D printing, na gumagamit ng mga plastik o metal, bioprinting grooming o mga gamit Ang mga element na pang-intributo ay maaaring lumikha ng mga survisculat na selulang na naka-na-kalikha ng mga natural na selula na mga sekwencleng selula, mga sangkap na ekstraselular na mga sangkap, o iba pang-kapara sa mga materyal na biocompatient. Ang mga materyal na maaaring malimbag, o mga produkwensiyang pang-intraw, o mga tisyu na may mga natural na mga tisyu na malapit sa mga espasyong pang-intrculat sa mga natural na mga espasyong pang-inang pang-kalikha ng mga selula.

May ilang bioprinting modalities na umiiral:

  • Extrusion-based bioprinting: patuloy na deposito ng filament, na angkop sa mataas na mga lungga ng selula at malalaking mga gusali.
  • Inkjet bioprinting: droplet-based, na nakapagdurulot ng mataas na resolusyon ngunit mas mababang selula sa pamamagitan ng pagiging hindi kayang gawin sa loob ng mahabang mga panahon ng pag-imprenta.
  • Laser-assisted bioprinting: gumagamit ng laser pulses upang ilipat ang mga selula mula sa isang donor ribbon, na nagbibigay ng micron presensiya.
  • Storeolitograpiya-based bioprinting: photopolymerization of bioinks layer por layer, na angkop para sa mga komplikadong arkitektura.

Ang bawat teknolohiya ay may mga pagbabago sa mga resolusyon, sa pamamagitan ngput, at sa pagiging kompatsibilidad ng selula, subalit ang lahat ay nakatutulong sa labis na pag - asinta ng mga himaymay na magagamit sa paggawa ng mga bagay na mahalaga.

Ang Mapanganib na Hamon ng Pagbabagu - bago ng Isip

Ang mga natural na tisyu ay umaasa sa isang malawak na network ng capilary upang maghatid ng oksiheno at mga sustansiya habang inaalis ang mga duming metaboliko.Sa mga integral na tisyu, ang kawalan ng gayong network ay humahantong sa isang diperensiyang limitasyon ng humigit-kumulang 100–200 mikrometrong ekwasyong ekwasyon na, mga selula sa core ay namamatay. Ang diperensiyang ⁇ vascularization na ito ay makasaysayang pumigil sa paglikha ng mga makakapal, metabolikong aktibong mga tisyung istraktura para sa klinikal na paggamit.

Ang mga unang pagtatangka na sana'y gawing butas ang mga scalks ay kinabibilangan ng pagbinhi ng mga selulang endothetical sa mga daluyang may anyong bago pa ang pagbabago o pag - udyok sa angiogenesis sa pamamagitan ng pagpapalabas ng mga growth factor.

Mga Pamamaraan sa Pag - iimprenta ng Bio sa Pagbabagu - bago ng Isip

Mga Bioink na Sakdal

Isa sa pinakamatagumpay na estratehiya ay gumagamit [[0]) ng mga materyales na pang-ala-ala[ na nakalimbag bilang pansamantalang template para sa mga daluyan ng dugo.[pagkatayo nito] Matapos ang pagtatayo ay cross phronlinked at resolid, ang indibidwal na tinta ay inaalis (e.g., sa pamamagitan ng paglusaw, pagpapainit, o enzymatic pagtunaw), na nag-iiwan ng mga perfusibleng hungkag na tubo. Ang karaniwang ginagamit na inks ay kinabibilangan ng Pluronic Fronicenzone27, at carbohydrate. Ang pamamaraangram ay ginamit upang makagawa ng mga entilentilentryan, at mga sistemang jac.

Tuwirang Pagsabog ng Korosa

Ang coaxial nozzles ay nagpapahintulot sa sabay - sabay na paglabas ng isang core bioink (naglalaman ng mga selulang endothelid) at isang bell bioink (sumusuportang matrix). Habang ang kayarian ay nakalimbag, ang pinaka - ubod na materyal ay maaaring piliing tumawid sa mga quartlink o alisin, anupat lumilikha ng isang tulad - sasakyang kanal na may mga selulang endothetheselial mula sa pasimula.

Multibong Paglilimbag ng Biyo

Halimbawa, ang isang anzle ay maaaring mag - imprenta ng isang malaking himaymay na may mga hepatecyte samantalang ang isa naman ay nag - iimprenta ng isang vascular network na may mga endothelial cell at makinis na mga selula ng kalamnan.

Sa Pag - iimprenta ng Situ Bio

Para sa mga aplikasyong regenerative, sa mga selula ng selulang pang - bioprinting at bioholics na tuwirang nasa isang lugar na may depekto. Kapag sinamahan ng vascular imaging (hal., mula sa CT agiography), ang tagapaglimbag ay maaaring maglagay ng isang bentipikong autologo sa isang pasyente na nakikipag - ugnayan sa sirkulasyon ng dugo pagkatapos ng pagtatanim.

Mga Materyal at Bioink Para sa mga Vascularized na Gusali

Ang pagpili ng bioink ay mahalaga sa pagkakamit ng parehong tungkuling printable at vascular. Ang mga Ideal bioink ay dapat sumuporta sa transaksyon ng selula, nagpapahintulot para sa sapat na cross callinking, at pagbaba sa bilis na tumutugma sa pagreregula ng tisyu. Kabilang sa mga karaniwang sangkap na bioink ang:

  • Gelatin methacrylate (GelMA): isang photo crosslinkable composative na sumusuporta sa endothelial cell harging at pagdami.
  • [Alginate: isang ionally cross callinked polysaccharide na nag-aalok ng mabilis na gelation at mataas na printable, na kadalasang pinagsasama sa ibang mga materyal upang mapabuti ang pagiging kompuwesto ng selula.
  • Hyaluronic acid: isang katutubong extracellular marrix na sangkap na nagtataguyod ng angiogenesis at lumilikha ng isang hydrated microenvironment.
  • Fibrin: isang likas na matrix na nabuo pagkatapos ng thrombin phrommediated polymerization, na karaniwang ginagamit sa mga vascularized tissue models dahil sa pro calwanogenic na mga katangian nito.
  • Ang mga selularisadong extracellular marrix (dECM)[: na hinango mula sa mga katutubong tisyu, ang mga dECM bioinks ay nagpapanatili ng mga spesipikong palatandaan na sumusuporta sa pagbuo ng daluyan at tisyung calcific na pagkakaiba-iba.

Ang mga selulang endothelidal na ginagamit sa bioinks ng tao ay maaaring galing sa mga selulang endothelial (HUVECs), na pinainam na pluripotent stem cell na endothelial cells, o mga microvascular endothelidial cell ng tao. supporting cell na katulad ng pericytes o mesenchymal stem cells ay kadalasang cosydeposited upang patatagin ang mga na daluyan at itaguyod ang maturation.

Mga Gamit ng Vascularized Bioprinted Models

Pagtuklas at Pagkalason sa Droga

Ang mga vascularized tissue model ay naglalaan ng mas mahalagang impormasyon para sa pagsusuri ng mga gamot kaysa sa tradisyonal na mga kulturang 2D. Ang mga gamot ay kailangang tumawid sa isang endothelial barrier para maabot ang mga himaymay na nasa target, at ang pagkakaroon ng perfusible vascular network ay nagpapangyari sa mga mananaliksik na pag - aralan ang paghahatid, metabolismo, at pagkalason sa isang dinamikong kapaligiran.

Pagmumodelo ng Sakit

Sa pamamagitan ng paglalagay ng mga selulang may kinalaman sa mga selulang may kinalaman sa sakit na may kinalaman sa mga ugat, ang mga bioprinted vascular building ay maaaring mag - recombinate ng sakit na mga phenotype. Ang mga Tumor microenvironment, halimbawa, ay bioprinted na may mga selulang kanser, mga selulang endothetic, at mga selulang imunidad upang pag - aralan ang mga anagiogenesis, metastasis, at pagtugon sa mga paggamot na laban sa sakit na anti - ugat.

Paggamot na Nakapagbibigay - Halaga

Halimbawa, ang pag - iimprenta ng mga ugat na may mga ugat ng buto, pagpapalit ng balat, at myocardial pack ay sinubok sa preclinical na mga modelo ng hayop.

Kasalukuyang mga Kapansanan at mga Tagubilin sa Hinaharap

Sa kabila ng kahanga - hangang mga pagsulong, ilang balakid ang dapat mapagtagumpayan bago maging rutin na mga kasangkapang klinikal ang mga himaymay na may bioprint:

  • [Kabilangan: Paglilimbag ng mga capillary (5–10 ⁇ m diame) mahigit sa sentimetrong mga istrakturang calcale ay nananatiling mahirap. Karamihan sa mga kasalukuyang sistema ay nagkamit ng 50–500 ⁇ m ⁇ , na mga order pa rin ng magnitude na mas malaki kaysa sa mga katutubong mga perpile.
  • Habang - buhay na katatagan[19:: Ang mga sasakyang may bioprint ay kadalasang nawawalan ng integridad pagkaraan ng mga linggo sa kultura dahil sa enzymatic destructure, pagliit ng selula, o kawalan ng wastong mekanikal na mga pahiwatig.
  • [kailangan ng sanggunian] Integration na may vascuature: sa inplantasyon, ang nakalimbag na network ay dapat na anastomose na may sirkulasyon ng pediks upang makamit ang mabilis na prosesong perfusionichia na hindi mahulaan at kadalasang hindi kumpleto.
  • Ang pag-aayos at pag-aayos ng pagsang-ayon: komposisyong bioink, mga parameter ng paglilimbag, at pagkontrol ng kalidad ay malawak na nagkakaiba-iba, na humahadlang sa pagsasalin sa mga pagsubok na klinikal.

Kabilang sa mga solusyong ito ang paggamit ng mga photopolymerization strategic na mga pamamaraan na maaaring makagawa ng sub-antial controled ziges, ang paglakip ng [1] na mga salik sa paglaki na naglalaman ng mga bioks sa spinally controled copers, at ang pagbuo ng selfy ferorganization bioks[T:[T] na nagbibigay ng mga spancinal na nagbibigay ng mga spill na mag-aaral sa mga topial na mga topiculat ng mga topripor na mga toprcell.

Kung titingnan ang hinaharap, ang pagiging madaling mabuo ng bioprint na may sangkap na calmon calmon calculuschip ay maaaring gumawa ng napakaliit na mga vascuralized na mga modelo ng himaymay ng tao na magagamit para sa mataas na pagsusuri sa pamamagitan ng pag - iimprenta. Samantala, ang pangarap na mag - imprenta ng isang lubusang gumagana, na mailipat na organific na may vascuature EXis ay hindi na kathang - isip ng siyensiya, kundi isang mahabang tunguhing phyberm na aktibong itinataguyod ng mga laboratoryo sa buong daigdig.

Pagsasaayos

Ang kakayahang lumikha ng mga vascular tissue na mga modelo sa pamamagitan ng pag - iimprenta ng biyoimpormasyon ay kumakatawan sa isang paradigm shift sa inhenyeriya ng tissue. Sa pamamagitan ng paglipat sa mga simpleng avascular na mga gusali, ang mga mananaliksik ay maaari na ngayong bumuo ng mga himaymay na nabubuhay, nag - iimprenta, at kumikilos na gaya ng katutubong mga sangkap.

Higit Pang Pagbabasa