3 d印制Cell-scale支架可以提高质量控制

一种新的方式来制造生物文化脚手架可以培养细胞中高度统一的形状和大小,并可能与某些功能。新方法使用一个非常精细的三维印刷形式,利用电场来画纤维人类头发宽度的十分之一。

系统是由菲利普·Tourlomousis,麻省理工学院博士后的比特和原子中心,和其他六个麻省理工学院和史蒂文斯理工学院在新泽西。今天的工作报告在《微系统和纳米工程。

细胞的许多功能可以由其微环境的影响,所以一个脚手架,允许精确控制环境可能打开新的可能性为培养细胞特定的特征,研究甚至最终医学使用。

虽然普通三维印刷生产丝细如150微米的一米),Tourlomousis说,可以得到纤维的宽度10微米之间增加了一个强大的电场喷嘴挤压的纤维和舞台结构被打印出来。这项技术被称为electrowriting融化。

“如果你把电池放在传统3-D-printed表面,就像一个二维表面,”他解释说,因为细胞本身也小得多。但印刷使用electrowriting方法是因为结构,结构在同一尺度细胞本身,所以他们的大小和形状以及形成粘连材料可以控制通过调整印刷晶格结构的多孔微体系结构。

”,能够打印这种规模,你产生一个真正的3 d环境的细胞,“Tourlomousis说。

然后他和球队用共焦显微镜观察细胞生长在各种细纤维,配置一些随机的,恰好安排在不同尺寸的网格。大量的图像进行分析和分类使用人工智能方法,关联的细胞类型及其变化类型的微环境,不同纤维间距和安排的,他们成长。

细胞形成蛋白质被称为焦点粘连的地方附着在结构上。“焦粘连细胞与外部环境沟通的方式,“Tourlomousis说。“这些蛋白在胞体可测量的特性允许我们做计量。我们量化这些特性和使用模型和分类相当精确的单个细胞的形状。”

对于一个给定的是因为结构,他说,“我们表明,细胞获得形状直接耦合与衬底的架构和融化electrowritten基质,“促进高度的一致性与非织造布相比,随机结构的基质。这种统一的细胞群可能是有用的在生物医学研究中,他说:“人们普遍知道细胞形状控制细胞的功能,这项工作表明shape-driven途径工程和非常精确量化细胞反应、“和伟大的再现性。

他说,在最近的工作中,他和他的团队表明,某些类型的干细胞生长在这样3-D-printed网格幸存下来而不失去其属性更长时间比生长在一个传统的二维基质。因此,可能会有医学应用等结构,也许作为一种生长大量的人体细胞与统一的属性,可用于构建人造器官移植或提供材料,他说。材料被用于印刷是一种聚合物熔体,已经被FDA批准的。

需要严格控制细胞的功能是一个主要的障碍获得组织工程产品诊所。脚手架上的任何措施,加强规范,从而也加强了在细胞表型方差,由这个行业急需的,Tourlomousis说。

打印系统可能有其他应用程序,Tourlomousis说。例如,它可能打印“超材料”——合成材料与分层或图案的结构可以产生奇异的光学或电子特性。

这篇文章被转载材料所提供的麻省理工学院。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。