ハイドロゲルが高密度細胞構造の 3D プリントを実現する方法をご覧ください。

ハイドロゲルが高密度細胞構造の 3D プリントを実現する方法をご覧ください。
出典: EngineeringForLife

埋め込みバイオプリンティングは、細胞を含んだバイオインクまたは細胞のみのバイオインクを正確に堆積させて、組織のような 3D 構造を構築できる新しい技術です。この技術では、降伏応力ハイドロゲルまたはマイクロゲルをサポート媒体として使用し、印刷プロセス中に一時的なサポートを提供し、印刷後に除去して、印刷された構造を残します。


これを踏まえ、米国ニュージャージー州ニューアークにあるニュージャージー工科大学のムラト・グベンディレン氏のチームは、光硬化粘性支持層に細胞または細胞を含んだバイオインクを印刷し、その後、短時間の光照射によって支持層を部分的に架橋することで、支持ハイドロゲルの不均一性の空間制御を実現し、成長因子などの生物活性シグナルの適時放出や、これらのハイドロゲル支持層内の高密度多細胞構造の正確なパターン形成を実現するという、新しい 3D バイオプリンティング法を提案しました。この技術は、幹細胞の分化のパターン形成に重要な、空間的に制御された ECM 特性を持つ組織界面 (骨軟骨組織など) の作成に重要な意味を持ちます。


主な内容:
(1)光硬化性接着支持層を用いたバイオプリンティング法。この方法は、せん断減粘挙動を必要とせず、支持媒体としてさまざまな光硬化性ハイドロゲルに適用できます。
(2)粘性層に細胞または細胞を含んだバイオインクをバイオプリントすることで、支持されたハイドロゲルの不均一性を空間的に制御し、マルチマテリアルプリンティングを実現できる。
(3)メタクリル化ヒアルロン酸(MeHA)ベースのハイドロゲル中に高密度の幹細胞集合体を印刷し、パターン化された異質性を通じてヒト間葉系幹細胞の骨形成分化を制御した。

これを踏まえて、本研究は、細胞誘導機能を備えたハイドロゲル内に高密度の細胞構造を作製し、細胞誘導信号を空間的に制御することで幹細胞機能を局所的に制御する能力を実証し、骨軟骨界面などの非常に複雑な異質な微小組織や組織界面の作成に向けた重要な一歩を踏み出しました。

ソース:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ad52f1

生物学、細胞、ハイドロゲル

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