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Uc San Diego bedienungsfreundliche bioprinting Technik 3D stellt lebensechte Gewebe von den natürlichen Materialien her

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Bioengineers bei University of California San Diego haben eine bedienungsfreundliche bioprinting Technik 3D entwickelt, um lebensechte Organgewebemodelle aus natürlichen Materialien zu produzieren. Als Machbarkeitsnachweis druckte das Uc- San Diegoteam 3D die Blutgefäßnetzwerke, die zum Halten einer lebendigen Außenseite des Brustkrebs-Tumors der Körper und ein Modell eines vaskularisierten menschlichen Darms fähig sind.

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Das Ziel ist nicht, künstliche Organe zu machen, die im Körper eingepflanzt werden können, Forscher sagte, aber zu machen einfach-zu-wachsen Sie Modelle des menschlichen Organs, die außerhalb des Körpers studiert werden oder für pharmazeutisches Drogenscreening benutzt werden können.

„Wir möchten es einfacher machen für tägliches, Wissenschaftler-dem die Spezialisierung nicht haben kann, die für anderes Drucken 3D erfordert wird Technik-zu, Modelle 3D von zu machen, was menschliche Gewebe sie studieren,“ sagte ersten Autor Michael Hu, ein Biotechnik Ph.D.-Student am UC San Diego Jacobs School der Technik. „Die Modelle würden vorangebracht als Standard2d oder 3D Zellkulturen und relevanteres zu den Menschen sein, wenn es um die Prüfung von neuen Drogen geht, die wird z.Z. durchgeführt auf Tiermodellen.“

Um ein lebendes Blutgefäßnetzwerk zu machen, entwerfen Forscher zuerst digital ein Gestell unter Verwendung Autodesk. Unter Verwendung eines Handels-Druckers 3D drucken die Forscher das Gestell aus einem wasserlöslichen Material heraus, das Polyvinylalkohol genannt wird. Sie dann gießen ein starkes Beschichtung-gemacht von natürlichem Material-über dem Gestell, lassen es kurieren und sich verfestigen und füllen dann das materielle Innere des Gestells aus, um hohle Blutgefäßkanäle zu schaffen. Als nächstes beschichten sie die Innere der Kanäle mit endothelial Zellen, die die Zellen sind, die die Innere von Blutgefäßen zeichnen. Der letzte Schritt ist zu den Durchflusszellekulturmedien durch die Schiffe, zum der Zellen und des Wachsens lebendig zu halten.

Die Schiffe werden von den natürlichen Materialien hergestellt, die im Körper wie Fibrinogen gefunden werden, von einem Mittel, das in den Blutgerinnseln gefunden werden, und von Matrigel, eine handelsübliche Form der tatsächlichen Säugetier- extrazellulärer Matrix.

Jedoch die rechten Materialien war zu finden eine der größten Herausforderungen, sagte Leu Biotechnikundergraduate-student Xin Yis (Linda), einen Mitverfasser auf der Studie. „Wir wollten Materialien benutzen, die eher als synthetisch natürlich waren, also könnten wir so nah machen etwas zu, was im Körper ist, wie möglich. Sie mussten auch in der Lage sein, mit unserem Druckverfahren 3D zu arbeiten. „In einem Satz Experimenten, benutzten die Forscher die Druckblutgefäße, um Außenseite der Brustkrebs-Tumorgewebe zu halten lebendige der Körper. „Unsere Hoffnung ist, dass wir unser System anwenden können, um Tumormodelle zu machen, die benutzt werden können, um krebsbekämpfende Drogen außerhalb des Körpers zu prüfen,“ sagten HU. Sie extrahierten Stücke Tumoren von den Mäusen und betteten dann einige der Stücke in den Druckblutgefäßnetzwerken ein. Andere Stücke wurden in einer Standard-3D Zellkultur gehalten. Nach drei Wochen waren die Tumorgewebe eingekapselt in den Blutgefäßdrucken lebendig geblieben. Unterdessen waren die in der Standard-3D Zellkultur größtenteils weg gestorben.

In einem anderen Satz Experimenten, schufen die Forscher ein vaskularisiertes Darmmodell. Die Struktur bestand aus zwei Kanälen. Eins war ein gerades Rohr, das mit intestinalen Epithelzellen gezeichnet wurde, um den Darm nachzuahmen. Der andere war ein Blutgefäßkanal (gezeichnet mit endothelial Zellen) der um den Darmkanal sich wand. Das Ziel war, einen Darm neu zu erstellen, der durch ein Blutgefäßnetzwerk umgeben wurde. Jeder Kanal wurde dann mit den Medien eingezogen, die für seine Zellen optimiert wurden. Innerhalb zwei Wochen hat die Kanäle das Nehmen auf lebensechteren Morphologien begonnen. Zum Beispiel hatte der Darmkanal begonnen, Darmzotten zu keimen, die die kleinen Finger ähnlichen Projektionen sind, die das Innere der Darmwand zeichnen.

„Mit dieser Art der Strategie, können wir beginnen, die komplexen, langen lebenden Systeme in einer Einstellung ex vivo zu machen. In der Zukunft könnte dieses den Gebrauch der Tiere möglicherweise verdrängen, diese Systeme zu machen, der ist, was im Augenblick getan wird,“ sagte Mali.

„Dieses war eine Machbarkeitsnachweisvertretung, die wir verschiedene Arten von Zellen zusammen züchten können, die wichtig ist, wenn wir Multiorganinteraktionen im Körper modellieren möchten. In einem einzelnen Druck können wir zwei eindeutige lokale Umgebungen, jede schaffen, die eine andere Art Zelle lebendig hält, und zusammen gesetzt nah genug, damit sie aufeinander einwirken können,“ sagte HU.

Die Arbeit wurde vor kurzem in modernen Gesundheitswesen-Materialien veröffentlicht. Zukünftige Arbeit konzentriert sich auf die Optimierung der Druckblutgefäße und das Entwickeln von vaskularisierten Tumormodellen, die genauer die im Körper nachahmen.