文章介绍了,3D打印构建特异化可灌注的厚心脏补片及心脏器官。采用来自患者的网膜组织中细胞,重编辑为多能干细胞,分化为心肌细胞和内皮细胞,脱细胞基质作为打印生物墨水。用两种细胞及生物墨水,实现血管化心脏结构。(使用设备 regenHU 3DDiscovery)
 
图1 研究过程示意图。从患者身上提取网膜组织,当细胞与基质分离时,基质被加工特异化的热敏水凝胶。这些细胞被重新编程为多能干细胞,然后分化成心肌细胞和内皮细胞,从而包裹在水凝胶中,生成用于打印的生物墨水。然后打印生物墨水,以制造具有血管结构的贴片和复杂的细胞化结构。由此产生的自体工程组织可以移植回患者体内修复或更换受损/病变器官,且排斥风险较低。
 
图2 特异化3D打印心脏贴剂:a为心脏补片的3D模型;b为独特的生物墨水及打印过程的侧视图;c为打印具有血管结构的心脏补片
 
图3 在支撑介质中打印特异化水凝胶:a为3D打印机理图,该结构体在支撑中自由打印,然后在37℃下交联特异化水凝胶,通过酶促或化学降解支撑材料,该结构体安全转移到培养基中培养;b为在支撑槽中打印多层交联结构;c为从支撑槽中提取出的结构体;d为打印前、打印后及提取后的细胞活力;e为打印在支撑介质中双层结构的3D共聚焦图像;f为打印生物墨水单根线条;g,h为精准打印特异化水凝胶的厚结构体。尺寸:(b) = 0.5 cm, (e) = 1 mm, (f) = 100 ?m, (g,h) = 1 cm.
 

图4 打印具有血管结构的厚组织,小型、细胞化的人类心脏:e为人体心脏CAD模型;f,g为在支撑介质中打印的心脏;h从支撑池中取出后,分别从左右心室注射红色和蓝色染料,以显示空腔和中间间隔。

Noor N, Shapira A, Edri R, et al. 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts[J]. Advanced Science, 2019.(IF=12.441)

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