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              喬治華盛頓大學3D打印用于血管化骨組織再生

              科研前沿
              2021
              06/08
              13:53
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              本帖最后由 小軟熊 于 2021-6-8 13:53 編輯

              供稿人:嚴峻騰,連芩 供稿單位:西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室

              足夠的血管網絡的發(fā)展對于成功構建再生醫(yī)學的組織結構至關重要,因為血管化對于執(zhí)行組織的新陳代謝功能至關重要,如營養(yǎng)物質的運輸和廢物的清除。近年來,3D打印血管化骨骼的努力得到了實質性的關注,因為骨骼疾病和缺陷對社會上的老一輩人有明顯的影響。然而,傳統的和以前的3D打印骨研究一直受到難以獲得納米級幾何精度的困擾,這些幾何精度是概括自然骨的不同特征所必需的。

              喬治華盛頓大學-機械和航空航天工程系Lijie Grace Zhang教授的團隊采用簡單立體刻印(SL)和融合沉積建模(FDM) 3D打印系統,開發(fā)了具有可灌注、內皮化血管通道的仿生納米骨組織結構。利用FDM打印的聚乙烯醇(PVA)犧牲模板,在SL打印的骨支架內創(chuàng)建可灌注血管通道。在構建的結構中,骨組織是通過人骨髓間充質干細胞(HMSCs)的成骨分化形成的,在人臍靜脈內皮細胞(HUVECs)灌注后,通過內皮化血管通道的血管生成,形成了不同的毛細血管。此外,該團隊還在生理相關的培養(yǎng)條件下對所制造的構建物進行了評估,以預測植入人體后的組織發(fā)育情況。實驗結果表明,定制的生物反應器與hMSC-HUVEC共培養(yǎng)系統可促進血管網的形成和支架的成骨成熟,觀察時間長達20天。

              該項試驗能夠有效地設計出一種可行、方便、可定制的血管化骨支架,具有理想的機械性能和生物功能。此外,因有助于改善和增強hMSC的生長、成骨分化、血管生成和血管生成,本研究為再生醫(yī)學和生物醫(yī)學應用領域的研究提供了一個很有前景的平臺。

              圖1:動態(tài)培養(yǎng)系統的示意圖
              圖2:后3天(c)和7天(d) HUVECs的F-actin染色共聚焦圖像
              圖3:打印支架示意圖
              參考文獻:
              1.Sung Yun Hann, Lijie Grace Zhang, et al. Dual 3D Printing for Vascularized Bone Tissue Regeneration. Acta Biomater 2021 Mar 15;123


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