Drucken Thermoresponsive Reverse-Formen für die Erstellung von Gemusterte Zweikomponenten-Hydrogele für 3D Zellkultur

Tissue Engineering Ansätze haben große Fortschritte in den letzten Jahren in Bezug auf Regeneration von menschlichen Geweben und Organen ^19,20. Doch bis jetzt hat sich der Schwerpunkt des Tissue Engineering wurden oft zu den Geweben, die eine einfache Struktur oder kleinen Abmessungen wie die Blase ^21,22 oder der Haut haben ^23-25 ​​begrenzt. Der menschliche Körper enthält jedoch viele komplexe dreidimensionale Gewebe, wo Zellen und der extrazellulären Matrix in einem räumlich definierten Weise angeordnet sind. Um diese Gewebe herzustellen, ist eine Technik erforderlich, die Zellen und der extrazellulären Matrix Gerüst in einer dreidimensionalen Konstrukt an bestimmten Stellen zu platzieren. Bioprinting hat das Potential, ein solches Verfahren, bei dem die Vision Herstellung komplexer dreidimensionaler Gewebe ^10,11,26-28 realisiert werden kann.

Bioprinting wird als "der Verwendung von Material Transfer-Prozesse zur Strukturierung definiert und Montage biologisch relvanten Materialien – Moleküle, Zellen, Gewebe und biologisch abbaubaren Biomaterialien -. einem vorgeschriebenen Organisation an einen oder mehrere biologische Funktionen ^"4 erreichen Sie umfasst verschiedene Techniken, die Arbeit in verschiedenen Auflösungen und Längenskalen, von der Sub-Mikrometer-Auflösung von zwei -Photonen-Polymerisation ²⁹ mit einer Auflösung von 150 bis 420 um für die Extrusion Druck ^1,12,30. Nicht ein einziges Material oder Material-Kombination wird den Anforderungen der jeweiligen Methode ³¹ zu erfüllen. Für Extrusion Druck, sind die wichtigsten Parameter Viskosität und Gelierdauer ^32, wo eine hohe Viskosität und eine schnelle Gelierung wünschenswert.

3D-Druck ist eine Technik, die die einfache Erstellung von Opfer-Formen für die Erstellung von komplexen Geometrien erlaubt ^30,33,34. Dieses Verfahren beruht auf der Konstruktion einer Form unter Verwendung einer Rapid Prototyping Technik, wie eine Extrusion bioprinter basiert. Die erstellte Opfer Form verwendet wird, komplexe Strukturen aus Materialien, die schwer zu aufgrund ihrer niedrigen Viskosität und Gelierzeit langsam gedruckt sind bilden. Das hier vorgestellte Verfahren betrifft die Schaffung eines Opfer-Form, die aus einem Material, das schnell löst bei niedriger Temperatur und extrudiert werden kann, genau. Das Block-Copolymer Poly (ethylenglycol) _99-Poly (Propylenglykol) _67-Poly (ethylenglykol) ₉₉ (auch als Pluronic F127 oder Poloxamer 407 bekannt) erfüllt diese Anforderungen. Es wurde bereits in einer modifizierten Version der Extrusion Druck ¹ verwendet worden, aber nach unserem Wissen, hat noch nie für den Druck in ihrer unmodifizierten Fassung aufgrund seiner Instabilität in flüssigen Umgebungen eingesetzt. Poloxamer 407 zeigt ebenfalls eine inverse thermische Ansprechverhalten ¹⁸ also Änderungen von einem Gel zu einem Sol nach dem Abkühlen. Vor allem aber können sie in komplexe beliebig gekrümmte Strukturen mit sehr hoher Genauigkeit gedruckt werden. Dies ermöglicht die Schaffung eines strukturierten Hydrogel aus einemMaterialien mit niedriger Viskosität in diesem Fall langsam gelierende Agarose durch Pipettieren der Lösung in der gedruckten Form Opferschicht. Die Kombination aus dem Drucken des Opfer-Form mit hoher Wiedergabetreue und ihre praktischen Elution aus dem gegossenen strukturierten Hydrogels ermöglicht eine schnelle und flexible Verfahren zur Herstellung von Formen mit unterschiedlichen Geometrien ohne die Verwendung einer Maske oder eines Stempels, wie es oft in lithographischen Verfahren erforderlich erstellen. Die gegossenen strukturierten Hydrogel weiter mit einem anderen Material, das nicht für die Extrusion geeignet Druck aufgrund seiner niedrigen Viskosität gefüllt werden. Dies ist in unserem Fall eine niedrige Viskosität Alginat Methacrylat Lösung. Hier präsentieren wir die Methode des Reverse thermoresponsive Opfer Formen für Hydrogel Strukturierung am Beispiel einer Säule Array.