الطباعة 3D من الناقلات الدقيقة هيدروجيل في المختبر عن طريق تناوب القوة اللزجة بالقصور الذاتي النفث

Tiankun Liu; Yongchun Shao; Zitong Wang; Yuqiu Chen; Yuan Pang; Ding Weng; Wei Sun

doi:10.3791/62252

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

الطباعة 3D من الناقلات الدقيقة هيدروجيل في المختبر عن طريق تناوب القوة اللزجة بالقصور الذاتي النفث

2.5K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/62252

⸱

أبريل 21, 2021

Tiankun Liu^*¹^,² , Yongchun Shao^*¹^,² , Zitong Wang¹^,² , Yuqiu Chen¹^,² , Yuan Pang¹^,² , Ding Weng¹^,² , Wei Sun¹^,²^,³

¹Biomanufacturing Center, Dept. of Mechanical Engineering, Tsinghua University, ²Biomanufacturing and Rapid Forming Technology Key Laboratory of Beijing, ³Department of Mechanical Engineering, Drexel University

^* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

يظهر هنا تقنية طباعة 3D خفيفة مدفوعة بقوى لزجة بالقصور الذاتي بالتناوب لتمكين بناء ناقلات هيدروجيل دقيقة. توفر الفوهات محلية الصنع المرونة ، مما يسمح بسهولة الاستبدال للمواد والأقطار المختلفة. يمكن الحصول على الناقلات الدقيقة المرتبطة بالخلايا التي يبلغ قطرها 50-500 ميكرومتر وجمعها لمزيد من الثقافة.

الملخص

الناقلات الدقيقة هي حبات يبلغ قطرها 60-250 ميكرومتر ومساحة سطح محددة كبيرة ، والتي تستخدم عادة كحاملات لمزارع الخلايا واسعة النطاق. أصبحت تكنولوجيا زراعة الناقلات الدقيقة واحدة من التقنيات الرئيسية في البحوث الخلوية وتستخدم عادة في مجال توسيع الخلايا على نطاق واسع. كما ثبت أن الناقلات الدقيقة تلعب دورا متزايد الأهمية في بناء هندسة الأنسجة في المختبر وفحص الأدوية السريرية. تشمل الطرق الحالية لإعداد الناقلات الدقيقة رقائق الموائع الدقيقة والطباعة النافثة للحبر ، والتي غالبا ما تعتمد على تصميم قناة تدفق معقدة ، وواجهة غير متوافقة من مرحلتين ، وشكل فوهة ثابتة. تواجه هذه الطرق تحديات معالجة الفوهة المعقدة ، وتغييرات الفوهة غير المريحة ، وقوى البثق المفرطة عند تطبيقها على حبر حيوي متعدد. في هذه الدراسة ، تم تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والتي تسمى نفث القوة اللزجة بالقصور الذاتي بالتناوب ، لتمكين بناء ناقلات هيدروجيل صغيرة يبلغ قطرها 100-300 ميكرومتر. تم زرع الخلايا في وقت لاحق على الناقلات الدقيقة لتشكيل وحدات هندسة الأنسجة. بالمقارنة مع الطرق الحالية ، توفر هذه الطريقة قطر طرف فوهة مجاني ، وتبديل فوهة مرن ، وتحكم مجاني في معلمات الطباعة ، وظروف طباعة معتدلة لمجموعة واسعة من المواد النشطة بيولوجيا.

المقدمة

الناقلات الدقيقة هي خرز يبلغ قطره 60-250 ميكرومتر ومساحة سطح محددة كبيرة وتستخدم عادة لزراعة الخلايا على نطاق ^واسع1,2. يوفر سطحها الخارجي مواقع نمو وفيرة للخلايا ، ويوفر الجزء الداخلي بنية دعم للانتشار المكاني. يوفر الهيكل الكروي أيضا الراحة في مراقبة المعلمات والتحكم فيها ، بما في ذلك الرقم الهيدروجيني و _O2 وتركيز العناصر الغذائية والأيضات. وعند استخدامها مع المفاعلات الحيوية للخزانات المقلوبة، يمكن للناقلات الدقيقة أن تحقق كثافات خلوية أعلى في حجم صغير نسبيا مقارنة بالثقافات التقليدية، مما يوفر طريقة فعالة من حيث التكلفة لتحقيق ثقافات واسعة ^{النطاق3}. أصبحت تكنولوجيا زراعة ال....