東華大学の張耀鵬と邵慧麗:シルク/セルロース/ゼラチンハイドロゲル足場の3Dプリント

東華大学の張耀鵬と邵慧麗:シルク/セルロース/ゼラチンハイドロゲル足場の3Dプリント
出典:東華大学

近年、組織の再生や臓器の再建を実現するために、ハイドロゲルを原料としてバイオニック組織工学スキャフォールドを構築し、生体材料の3Dプリント技術を活用することが、再生医療分野の研究ホットスポットの一つとなっている。しかし、天然組織の機械的特性と一致し、高度な構造バイオニクスを備えたハイドロゲルスキャフォールドをどのように準備するかは、緊急に解決する必要がある困難な問題です。最近、東華大学繊維材料改質国家重点実験室の張耀鵬教授と邵慧麗教授は、3Dプリント技術を使用してシルク/バクテリアセルロースナノファイバー(BCNF)/ゼラチンを複合し、大幅に強化された機械的特性と多層バイオニック細孔構造を備えたシルク/ゼラチン/BCNFゲル組織工学スキャフォールドを作製しました。 2019 年 5 月、関連する研究結果が「バクテリアセルロースナノファイバーが階層的細孔を持つ 3D プリントシルクベースのハイドロゲル スキャフォールドの応力と忠実度を促進」というタイトルで Carbohydrate Polymers に掲載されました。論文の第一著者は東華大学博士課程の黄立氏であり、上海理工大学の張耀鵬教授、樊砂助手、朱玉芳教授が共同著者である。

図1. 3Dプリントされたナノファイバー強化シルクベースの多層多孔性ハイドロゲル足場。シルクフィブロイン/ゼラチン混合スラリーを印刷できる条件下で、チームはバクテリアセルロースナノファイバーを追加して、印刷された足場の印刷精度と忠実度を向上させ、優れた機械的特性を持つ3次元複合ハイドロゲル足場を得ました。その後、ハイドロゲル足場をさらに凍結乾燥して、多層多孔性構造を持つ組織工学足場を得ました(図2)。

研究によると、シルク/ゼラチン複合ハイドロゲル印刷インクに少量の BCNF を添加すると、ハイドロゲル スキャフォールドの構造忠実度が大幅に向上し、印刷されたハイドロゲル スキャフォールドの機械的特性が約 0.1MPa から 1.0MPa に増加し、圧縮ひずみが 30% のときに圧縮回復が良好になることが示されています。さらに、3Dプリント条件を調整し、凍結乾燥技術を組み合わせることで、異なるスケールの孔サイズを持つバイオニック多層多孔質構造の足場が得られました。そのうち、ナノファイバーの直径は20〜40nm、印刷された支持体を構成するライン内の微細孔のサイズは10〜20mm、印刷されたライン間の微細孔のサイズは300〜600mmであり、マクロな3Dプリントされた支持体構造はセンチメートルスケールである。この足場は、天然の生物組織のマルチスケール構造に似ているため、細胞の成長と組織の再生に適した微小環境を提供でき (図 3)、組織工学における大きな応用可能性を秘めています。

図 2. シルク/BCNFs/ゼラチン複合スキャフォールドの調製原理の模式図。この研究は、国家重点研究開発計画 (2016YFA0201702) およびその他のプロジェクトによって資金提供を受けました。東華大学の Zhu Meifang、Yang Gesheng、Shao Huili、山東大学の Cao Chengbo、復旦大学上海浦東病院の Li Dejian、上海理工大学の Du Xiaoyu がこの記事の共著者です。


図 3. (a) RSF/ゼラチン-BC 複合スキャフォールドの分解、(b) マウスの皮下移植実験、(ce、c'-e') 皮下移植後 1、2、4 週間の RSF/ゼラチン-BC 複合スキャフォールドの H&E 染色、スケールバー (ce) 500μm、(c'-e') 50μmL。Huang, X、Du、S.Fan*、Y. Yang、H. Shao、D. Li、C. Cao、Y. Zhu*、M. Zhu、Y. Zhang*、Carbohyd.Polym.、2019、221、146-156

オリジナルリンク: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.05.080

生物学、医学

<<:  新しいプロセスにより、インク直接書き込み3Dプリント材料の引張応力が200%増加

>>:  上海富志Raise3Dは、正確で安定しており、使いやすい新世代の3DプリンターE2を発売しました。

推薦する

韓国が皮膚を3Dプリントする新技術を発明:成長にはわずか2週間しかかからず、コストは50分の1に削減

▲写真はインターネットから。生物3Dプリントの最新ニュースを見てみましょう。韓国の浦項工科大学の研...

OKIO 5M 産業グレード 3D スキャナーが「高難易度検査キー家庭用ナッツ」をどのように処理できるかをご覧ください。

出典: 天元3D工業検査では、ナットなどの微細なワークピースはサイズが小さく、歯が螺旋状に配置されて...

ベルギーの組織が業界に協力を呼び掛け、完全3Dプリント自転車の製造を要求

アンタークティックベアは、ベルギーのフランダース地方にある60以上の企業や研究機関で構成された非営利...

深セン通宝インテリジェント製造は2021年中国航空宇宙付加製造技術開発フォーラムに出展します

中国航空宇宙付加製造技術開発フォーラム(CASAM)は、2021年10月14日から15日まで上海で開...

Chuangxiang 3Dがシングルノズルデュアルカラー3DプリンターCR-5Sをリリース

実は、2色FDM 3Dプリンターはすでに登場しています。一般的には、3Dプリント用のノズルを2つ装備...

中国の科学者が核燃料打ち上げ用の3Dプリントセラミックで画期的な成果を達成

出典:中関村オンライン中国の深セン大学と西南物理研究所の研究者らは、原子炉燃料を放出できるセラミック...

空気と液体の界面でヒト肺細胞の共培養を行うための 3D プリントされたマルチウェルフロープレート

出典: EngineeringForLife不死化上皮細胞株と動物モデルは、基礎研究と前臨床研究の両...

多機能診断および治療インプラントを実現するアルギン酸ナトリウムエアロゲルの3Dプリント

出典: EngineeringForLifeエアロゲルは、高い多孔性と大きな表面積を持つナノ構造材料...

苔で覆われた3Dプリントのコンセプトタイヤは道路の水を吸収し、空気を浄化します

グッドイヤーが最新のコンセプトタイヤを発表する時が来ました。2018年3月8日、Antarctic ...

古代ギリシャに由来する素晴らしい3Dプリントカレンダーは、宇宙の神秘を解釈します

新年が来るたびに、私はいくつかの卓上カレンダーを受け取ります。そこには、特定の商品の宣伝スローガンが...

ハイデルベルクは、COBOD BOD2 3D 建築プリンターを使用してヨーロッパ最大の 3D プリント建物を建設します

この投稿は warrior bear によって 2023-5-8 20:15 に最後に編集されました...

人間の肝臓を 3D プリントするにはどのような技術が必要ですか?

この投稿は Little Soft Bear によって 2016-10-18 09:41 に最後に編...

韓国原子力研究所は3Dプリント技術を使用して、より安価なクロムアルミニウムコーティング燃料電池セパレーターを開発しています。

南極熊紹介:電気化学的水分解は有望な技術であり、新エネルギー車の分野では、水を分解して水素燃料を生成...

LCD水洗い可能樹脂、eSUNが新しい3Dプリント材料を発売

3Dプリント業界の発展に伴い、応用分野は絶えず拡大しており、3Dプリントに使用できる感光性樹脂材料...

米軍が戦場の廃棄物から作られた3Dプリンターフィラメントをテスト、商用ABSの性能に到達

2018 年 4 月 6 日、Antarctic Bear は、米国陸軍研究所と米国海兵隊による最...