La création éventuelle de pièces biologiques de remplacement nécessite des capacités entièrement tridimensionnelles que la bioimpression bidimensionnelle et tridimensionnelle en couche mince ne peut pas fournir.
Désormais, en utilisant un gel de limite d'élasticité, les ingénieurs de Penn State peuvent placer de minuscules agrégats de cellules exactement là où ils veulent construire les formes complexes qui seront nécessaires pour remplacer les os, le cartilage et d'autres tissus.
La raison pour laquelle cela est important est que les techniques actuelles de bio-impression d'agrégats cellulaires ne peuvent pas faire de configurations compliquées et sont principalement des films minces 2D et 3D ou des configurations simples. « » Si nous voulons une 3D compliquée, nous avons besoin d'un champ de soutien. «
Ibrahim T.Ozbolat, Professeur associé en développement de carrière de la famille Hartz, Sciences de l'ingénieur et mécanique, Penn State
Ce domaine favorable, les chercheurs rapportent aujourd'hui (16 octobre) dans Physique de la communication est un gel de limite élastique. Les gels de contrainte de rendement sont inhabituels en ce que, sans stress, ce sont des gels solides, mais sous contrainte, ils deviennent liquides.
Système de bio-impression assisté par aspiration La contrainte de la buse d'aspiration contre le gel le liquéfie, mais une fois que la buse d'aspiration libère les agrégats cellulaires et se retire, le gel redevient solide, auto-cicatrisant. Les minuscules boules de cellules reposent les unes sur les autres et s'auto-assemblent, créant un échantillon de tissu solide dans le gel.
Les chercheurs peuvent placer différents types de cellules, en petits agrégats, ensemble pour former la forme requise avec la fonction requise. Des formes géométriques telles que les anneaux cartilagineux qui soutiennent la trachée pourraient être suspendues dans le gel.
« Nous avons essayé deux types de gels différents, mais le premier était un peu difficile à enlever », a déclaré Ozbolat. « Nous avons dû le faire par lavage. Pour le deuxième gel, nous avons utilisé une enzyme qui liquéfie le gel et le retire facilement. »
«Ce que nous faisons est très important parce que nous essayons de recréer la nature», a déclaré Dishary Banerjee, chercheuse postdoctorale en sciences de l'ingénieur et en mécanique. « Dans cette technologie, il est très important de pouvoir créer des formes complexes et de forme libre à partir de sphéroïdes. »
Les chercheurs ont utilisé une variété d'approches, créant des modèles théoriques pour obtenir une compréhension physique de ce qui se passait. Ils ont ensuite utilisé des expériences pour tester si cette méthode pouvait produire des formes complexes.
La source:
Référence du journal:
Ayan, B., et al. (2020) Bioimpression de forme libre assistée par aspiration de sphéroïdes tissulaires préfabriqués dans un gel à limite d'élasticité. Physique des communications. doi.org/10.1038/s42005-020-00449-4.
