生物三维打印细胞负载水凝胶类组织的精准优化

摘要:

生物三维打印技术与水凝胶的完美结合,可为制造复杂结构功能的组织器官提供一种极具吸引力的解决方案.定制打印细胞负载水凝胶类组织的内部结构,可以更好地仿生真实组织器官的三维微环境,对打印后细胞生长、组织形成和功能再生至关重要.但水凝胶理化特性多变,精准打印与设计结构匹配的多孔结构仍然极具挑战.提出基于光学相干层析成像技术(OCT)的生物三维打印细胞负载水凝胶类组织的精准优化方法,通过自制的三维扫频OCT系统无损在线成像打印组织块和定量评价结构参数,迭代降低设计与打印间的结构差异,提高细胞负载水凝胶打印的精准性和稳定性.实验结果表明,基于OCT无损定量表征结果反馈优化打印参数设置,指导打印过程,使得细胞负载水凝胶类组织的结构形态参数与设计值的偏差从40%左右控制到7%以内,包括内部孔隙尺寸、支撑尺寸、孔隙率、表面积、体积五项关键参数;细胞培养两周后的存活率从80%左右显著提高到90%以上.研究表明OCT技术为批量定制细胞负载水凝胶类组织、生物三维打印组织和器官等提供了具有潜力的精准化工具.

Abstract:

  • doi:
  • 关键词: 生物三维打印 OCT 细胞负载水凝胶 优化控制
  • Keyword:
  • 作者: 黄孟杰 罗莉 王玲 徐铭恩
  • Author: Huang Mengjie Luo Li Wang Ling Xu Mingen
  • 作者单位:
  • 刊名: 中国生物医学工程学报
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