Освобождаващ кислород Bioink за подобряване на оцеляването на клетките в 3D отпечатани структури

Изследователи от Института за биомедицински иновации Терасаки в Лос Анджелис, Калифорния, са разработили кислород-освобождаващ биоинко, който може да бъде полезен при 3D печат на биоинженерни клетъчни конструкции. Това може да помогне на живите клетки да оцелеят в ограничена кислородна среда, като тази, която съществува в 3D отпечатани устройства, през първите дни след имплантирането.

Освобождаващ кислород Bioink за подобряване на оцеляването на клетките в 3D отпечатани структури | ✅ Д-р Стоян Арнаудов - Ортопед | Травматолог ⭐️
Сърдечни клетки в биоинк (отгоре) без поддръжка на кислород и (отдолу) с възможности за освобождаване на кислород. Живите клетки са оцветени в зелено, мъртвите клетки в червено.

Разработването на конструкции за капсулиране на клетки, състоящи се от регенеративни клетки в поддържаща биоматериална матрица, дава големи обещания в областта на тъканното инженерство и регенеративната медицина. Такива творения могат да бъдат превърнати в трансплантации на органи или трансплантации на кожата, с огромни последици за пациентите, които се нуждаят от такова лечение.

3D печатът се очертава като техника с огромен потенциал за създаване на персонализирани и сложни клетъчни конструкции с прецизна геометрия. Суспендирането на регенеративни клетки в т. Нар. „Биоинк“, което след това се отпечатва, е в основата на тази техника.

Основно затруднение при превеждането на такива конструкции, отпечатани 3D или по друг начин, в клинична реалност са клетките с ниска кислородна среда в рамките на конструкцията, когато се имплантират в тялото. Болната тъкан може да страда от лош кръвен поток и без никакви кръвоносни съдове в импланта, клетките изпитват хипоксични състояния и бързо умират, ограничавайки полезността на подхода.

За да се справят с това, изследователите се опитват да проектират кръвоносни съдове в рамките на конструкции, за да позволят на кръвта да ги проникне бързо, със смесен успех. Алтернатива е да се позволи на заобикалящите кръвоносни съдове да растат естествено в конструкцията, но това може да отнеме известно време и капсулираните клетки обикновено са мъртви дотогава.

Изследователите от Института Терасаки са възприели различен подход и са създали освобождаващ кислород биоинк, който може да поддържа капсулираните клетки живи, докато собствените кръвоносни съдове на тялото не осигурят кръвоснабдяване. Мастилото се състои от желатиново метакрилоилно ​​мастило, което съдържа калциев пероксид, вещество, което може да отделя кислород за продължителни периоди. Калциевият пероксид има допълнително предимство от освобождаването на калциев хидроксид, което намалява вискозитета на биоинк, което улеснява отпечатването.

„Като доставяме кислород до имплантираните клетки, ще можем да подобрим функционалността на тъканите и интеграцията им в тъканта гостоприемник“, каза Самад Ахадиан, изследовател, участващ в изследването, публикувано в списание Разширени здравни материали. „Подобен подход може да се използва за създаване на функционални тъкани с подобрена преживяемост за скрининг на лекарства и патофизиологични проучвания в рамките на дълъг период от време.“

Учи в Разширени здравни материали: 3D биопечат на оксидирани клетъчно-натоварени желатинови метакрилоидни конструкции

Чрез: Институт за биомедицински иновации Терасаки