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3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart

制備了一種為工程生物組織構(gòu)建復(fù)雜膠原支架的 3D 打印技術(shù)。膠原蛋白凝膠是通過調(diào)節(jié) pH 值來控制的，并且可以在打印時(shí)提供高達(dá)10微米的分辨率。細(xì)胞可以嵌入膠原蛋白中，也可以通過嵌入明膠球?qū)⒖滓�入支架中。膠原蛋白是人體細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分。制造能夠復(fù)制組織和器官的結(jié)構(gòu)和功能的膠原支架已被證明具有挑戰(zhàn)性。我們提出了一種 3D 生物打印膠原蛋白的方法，使用懸浮水凝膠 (FRESH) 的自由形式可逆嵌入來設(shè)計(jì)從毛細(xì)血管到整個(gè)器官的各種尺度的人類心臟組件。pH 驅(qū)動(dòng)凝膠化的控制提供了20微米的細(xì)絲分辨率、一種能夠快速細(xì)胞浸潤和微血管化的多孔微結(jié)構(gòu)，以及用于制造和灌注多尺度脈管系統(tǒng)和三葉瓣的機(jī)械強(qiáng)度。我們發(fā)現(xiàn) FRESH 3D 生物打印心臟準(zhǔn)確地再現(xiàn)了由顯微計(jì)算機(jī)斷層掃描確定的患者特異性解剖結(jié)構(gòu)。印有人類心肌細(xì)胞的心室顯示同步收縮、定向動(dòng)作電位傳播和收縮峰值期間壁增厚高達(dá) 14%。