입체 잉크젯 인쇄 기술을 사용하여 인간의 연골 조직 제작
Summary
이 문서에 설명 된 방법은 동시 UV 중합과 bioprinter에 상용 잉크젯 프린터로 변환하는 방법을 보여줍니다. 프린터는 세포 및 생체 재료와 3 차원 조직 구조를 구축 할 수있다. 여기에 설명이 연구는 3D neocartilage을 건설했다.
Abstract
열 잉크젯 프린팅을 기반으로 Bioprinting는 조직 공학 및 재생 의학 분야에서 가장 매력적인 지원 기술 중 하나입니다. 디지털 제어 세포 골격 및 성장 인자는 정확히 3 차원 (3D) 위치 빠르게 원하는 이차원 (2D)로 증착 될 수로. 따라서,이 기술은 그 나라의 해부학 적 구조를 흉내 낸 조직을 조작 할 수있는 이상적인 방법입니다. 네이티브 존 조직, 세포 외 매트릭스 조성물 (ECM), 그리고 기계적 성질과 연골을 설계하기 위해, 우리는 3D 연골 조직 공학을위한 가능한 동시 광중합와 상용 잉크젯 프린터를 사용 bioprinting 플랫폼을 개발했다. 폴리 (에틸렌 글리콜) 디 아크릴 레이트 (PEGDA)에 현탁 인간의 연골 세포는 계층 별 어셈블리를 통해 3D neocartilage 건설에 인쇄되었다. 인쇄 균체 surro 지원 그들의 본래 증착 위치에 고정했다동시에 광중합에 발판을 unding. 인쇄 조직의 기계적 성질은 네이티브 연골 유사 하였다. 이상 자외선 노출을 필요로 기존의 조직 제조에 비해, 동시에 광중합 인쇄 된 세포의 생존 능력이 유의하게 높았다. 인쇄 neocartilage 우수한 글리코 사 미노 글리 칸 (GAG)과 유전자 발현과 일치했다 콜라겐 타입 II의 생산을 보여 주었다. 따라서이 플랫폼은 해부학 적 조직 공학에 대한 정확한 세포의 분포와 배치에 이상적입니다.
Introduction
열 잉크젯 프린팅에 근거 Bioprinting은 조직 공학과 재생 의학 분야에서 가장 유망한 지원 기술의 하나이다. 디지털 제어 및 높은 처리량 프린트 헤드와 세포 골격 및 성장 인자는 정확히 3 차원 (3D) 위치를 빠르게 원하는 이차원 (2D)로 증착 될 수있다. 많은 성공적인 응용 프로그램은 조직 공학 및 재생 의학 1-9에서이 기술을 사용하여 달성되었습니다. 본 논문에서는 bioprinting 플랫폼은 수정 된 휴렛 팩커드 (HP) 데스크젯 500 열 잉크젯 프린터와 동시에 광중합 시스템과 함께 설립되었다. 폴리 (에틸렌 글리콜) (PEG)에서 제형 화 합성 하이드로 겔은 연골 세포 생존을 유지하고 연골 ECM 생산 10,11 홍보의 용량을 보여 주었다. 또한, photocrosslinkable PEG 동시 고분자 재료에 이상적 낮은 점도, 물에 매우 용해3D의 bioprinting 동안 rization. 본 논문에서는 폴리 (에틸렌) 글리콜 디 아크릴 레이트 (PEGDA, MW 3,400)에 현탁 인간의 연골 세포는 정확하게 3D 해상도 1,400 dpi로와 neocartilage 계층별로 레이어를 구성하는 인쇄되었다. 3 차원 지지체에 증착 된 세포 균질 분포는 우수한 기계적 특성 및 향상된 ECM 생산하여 연골 조직을 생성하는 관찰되었다. 대조적으로, 수동 조립에 의한 배양 2,3 불균일 연골 형성되었다 느린 비계 중합, 대신 그들의 초기 증착 위치의 겔의 바닥에 축적 된 세포.
Protocol
Representative Results
Discussion
동시 광중합 용량이 3D bioprinting 시스템은 셀룰러 알지네이트 하이드로 겔 (16)을 압출 주사기를 사용하여 골 연골 결함 시츄 프린팅 소재의 최상의 이전에보고 된 방법보다 상당히 큰 인쇄 해상도를 제공한다. 높은 인쇄 해상도는 해부학 연골 띠 조직을 복원하는 연골 조직 공학에 특히 중요합니다. 계층 별 조립시 동시 광중합는 3D 건설을위한 세포 및 생체 재료 비계의 정확한 침착…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 뉴욕 수도권 연구 얼라이언스 그랜트의 지원을 인정하고 싶습니다.
Materials
| HP Deskjet 500 thermal inkjet printer | Hewlett-Packard | C2106a | Discontinued. Purchased refurbished from internet vendor. |
| HP black ink cartridge | Hewlett-Packard | 51626a | |
| Ultraviolet lamp | UVP | B-100AP | |
| UV light meter | General Tools | UV513AB | |
| Zeiss LSM 510 laser scanning microscope | Carl Zeiss | LSM 510 | |
| Dulbeccos Modified Eagles Medium (DMEM) | Mediatech | 10-013 | |
| Penicillin-streptomycin-glutamine (PSG) | Invitrogen | 10378-016 | |
| Accutase cell dissociation reagent | Invitrogen | A11105-01 | |
| Phosphate buffered saline (PBS) | Invitrogen | 10010-023 | |
| Live/Dead viability/cytotoxicity Kit | Invitrogen | L-3224 | |
| Poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) | Glycosan Biosystems | GS700 | |
| Irgacure 2959 | Ciba Specialty Chemicals | I-2959 | |
| Human articular chondrocytes | Lonza | CC-2550 |
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