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La técnica bioprinting fácil de usar 3D de Uc San Diego crea tejidos realistas de los materiales naturales

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Los Bioengineers en la Universidad de California San Diego han desarrollado una técnica bioprinting fácil de usar 3D para producir modelos realistas del tejido del órgano de los materiales naturales. Como prueba del concepto, el equipo 3D de Uc San Diego imprimió las redes del vaso sanguíneo capaces de guardar un exterior vivo del tumor del cáncer de pecho el cuerpo y un modelo de una tripa humana vascularizada.

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La meta no es hacer los órganos artificiales que se pueden implantar en el cuerpo, los investigadores dijo, pero hacer fácil-a-crezca los modelos del órgano humano que se pueden estudiar fuera del cuerpo o utilizar para la investigación farmacéutica de la droga.

“Queremos hacerlo más fácil para diario a científico-las cuales no pueda tener la especialización requerida para la otra impresión 3D técnica-para hacer los modelos 3D de cualesquiera tejidos humanos están estudiando,” dijo a primer autor Michael Hu, estudiante del Ph.D. de la bioingeniería en el UC San Diego Jacobs School de la ingeniería. “Los modelos serían avanzados que 2.os o cultivos celulares estándar 3D, y más relevante a los seres humanos cuando se trata de probar las nuevas drogas, que se hace actualmente en los modelos animales.”

Para hacer una red viva del vaso sanguíneo, los investigadores primero digital diseñan un andamio usando Autodesk. Usando una impresora comercial 3D, los investigadores imprimen el andamio fuera de un material soluble en agua llamado alcohol de polivinilo. Después vierten un grueso capa-hecho de natural material-sobre el andamio, lo dejan curar y solidificar, y después enjuagan el interior material del andamio para crear los canales huecos del vaso sanguíneo. Después, cubren los interiores de los canales con las células endoteliales, que son las células que alinean los interiores de los vasos sanguíneos. El paso pasado está a los medios del cultivo celular de flujo a través de los buques para mantener las células vivo y el crecimiento.

Los buques se hacen de materiales naturales encontrados en el cuerpo tal como fibrinógeno, de un compuesto encontrado en coágulos de sangre, y de Matrigel, una forma disponible en el comercio de matriz extracelular mamífera real.

Sin embargo, encontrar los materiales correctos era uno de los desafíos más grandes, dijo los leus de Xin Yi del estudiante universitario de la bioingeniería (Linda), co-autor en el estudio. “Quisimos utilizar los materiales que eran naturales bastante que sintéticos, así que podríamos hacer algo tan cerca a cuál está en el cuerpo como sea posible. También necesitaron poder trabajar con nuestro método de la impresión 3D. “En un sistema de experimentos, los investigadores utilizaron los vasos sanguíneos impresos para guardar el exterior vivo de los tejidos del tumor del cáncer de pecho el cuerpo. “Nuestra esperanza es que podemos aplicar nuestro sistema para hacer los modelos del tumor que se pueden utilizar para probar las drogas anticáncer fuera del cuerpo,” dijimos a Hu. Extrajeron pedazos de tumores de ratones y después integraron algunos de los pedazos en las redes impresas del vaso sanguíneo. Otros pedazos fueron mantenidos un cultivo celular estándar 3D. Después de tres semanas, los tejidos del tumor encapsuladas en las impresiones del vaso sanguíneo habían permanecido vivos. Mientras tanto, ésos en el cultivo celular estándar 3D habían muerto sobre todo apagado.

En otro sistema de experimentos, los investigadores crearon un modelo vascularizado de la tripa. La estructura consistió en dos canales. Uno era un tubo recto alineado con las células epiteliales intestinales para imitar la tripa. El otro era un canal del vaso sanguíneo (alineado con las células endoteliales) que torció en espiral alrededor del canal de la tripa. El objetivo era reconstruir una tripa rodeada por una red del vaso sanguíneo. Cada canal entonces fue alimentado con los medios optimizados para sus células. En el plazo de dos semanas, los canales han comenzado adquirir morfologías más realistas. Por ejemplo, el canal de la tripa había comenzado a brotar las vellosidades, que son las minúsculas finger-como las proyecciones que alinean el interior de la pared intestinal.

“Con este tipo de estrategia, podemos comenzar a hacer sistemas vivos complejos, largos en ex vivo un ajuste. En el futuro, esto podría quizás suplantar el uso de animales de hacer estos sistemas, que es qué se está haciendo ahora,” dijo Malí.

“Ésta era una prueba del concepto que muestra que podemos cultivar diversos tipos de células juntos, que es importante si queremos modelar interacciones del multi-órgano en el cuerpo. En una sola impresión, podemos crear dos ambientes locales distintos, cada uno que mantiene un tipo diferente de célula viva, y colocado cerca bastante junto de modo que puedan obrar recíprocamente,” dijo a Hu.

El trabajo fue publicado recientemente en materiales avanzados de la atención sanitaria. El trabajo futuro se centrará en la optimización de los vasos sanguíneos impresos y desarrollar los modelos vascularizados del tumor que imitan más de cerca ésos en el cuerpo.