In 3D sinh học của cấu trúc van động mạch chủ không đồng nhất bằng hydrogels alginate/gelatin
Tóm tắt
Bệnh van tim là một vấn đề sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng và ngày càng gia tăng, trong đó việc thay thế bằng bộ phận giả là điều thường thấy. Các thiết bị giả hiện tại không đủ tốt cho người lớn trẻ tuổi và trẻ em đang phát triển. Các kênh van động mạch chủ sống được thiết kế mô có tiềm năng để tái cấu trúc, tái tạo, và phát triển, nhưng việc chế tạo độ phức tạp giải phẫu tự nhiên với tính không đồng nhất của tế bào vẫn còn là thách thức. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi áp dụng công nghệ sinh học in 3D để chế tạo các kênh van bằng chất dẻo alginate/gelatin sống với cấu trúc giải phẫu và việc kết hợp trực tiếp các loại tế bào kép theo cách bị hạn chế vùng. Các tế bào cơ trơn xoang gốc động mạch (SMC) và tế bào mô liên kết của nắp van động mạch (VIC) được bao bọc trong các đĩa hydrogels alginate/gelatin có khả năng sống qua 7 ngày trong môi trường nuôi cấy. Các hydrogels không có tế bào in 3D thể hiện sự giảm xu hướng, sức mạnh tối đa, và ứng suất tối đa giảm nhẹ trong suốt thời gian nuôi cấy 7 ngày, trong khi sinh học cơ học kéo của hydrogel chứa tế bào vẫn được duy trì. Các kênh van động mạch được in sinh học thành công với sự bao bọc trực tiếp SMC ở gốc van và VIC ở các nắp. Cả hai loại tế bào đều có khả năng sống (81,4 ± 3,4% đối với SMC và 83,2 ± 4,0% đối với VIC) trong các mô được in 3D. Tế bào SMC bao bọc biểu hiện mức alpha‐sợi cơ trơn cao, trong khi VIC biểu hiện mức vimentin cao. Những kết quả này chứng minh rằng các kênh van động mạch sống có độ phức tạp giải phẫu và bao bọc không đồng nhất có thể được chế tạo bằng công nghệ sinh học in 3D. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Phần A, 2013.
Từ khóa
#bệnh van tim #van động mạch chủ #sinh học in 3D #alginate/gelatin #công nghệ sinh học #tế bào cơ trơn xoang động mạch #tế bào mô liên kết nắp van #kênh van động mạch #vật liệu sinh họcTài liệu tham khảo
Courtney T, 2006, Design and analysis of tissue engineering scaffolds that mimic soft tissue mechanical anisotropy, Biomaterials, 27, 3631
Butcher JT, 2004, Porcine aortic valve interstitial cells in three‐dimensional culture: comparison of phenotype with aortic smooth muscle cells, J Heart Valve Dis, 13, 478
Filho AL, 2010, Innovative Developments in Design and Manufacturing, 469
Butcher JT, 2008, Review—Mechanobiology of the aortic heart valve, J Heart Valve Dis, 17, 62