Bioinks drucken Therapeutika in 3D: Die neue Technologie kann verwendet werden, für die genaue deposition von protein-Therapeutika

Ein team von Forschern an der Texas A&M University entwickelte eine innovative Art und Weise zu drucken Therapeutika in 3D für die regenerative Medizin.

3D-bioprinting wird zunehmend als eine viel versprechende Methode für die schnelle Herstellung der Zell-enthaltenden Konstrukte für die Gestaltung von neuen, gesunden, funktionalen Gewebe. Jedoch, eine der großen Herausforderungen in der 3D-bioprinting wird mangelnde Kontrolle über die zellulären Funktionen. Wachstum Faktoren, die eine Besondere Klasse von Proteinen, kann eine direkte zelluläre Schicksal und Funktionen. Allerdings werden diese Wachstumsfaktoren können leicht eingebunden in eine 3D-gedruckte Struktur für eine längere Dauer.

In einer aktuellen Studie an der Texas A&M Forscher Dr. Akhilesh K Gaharwar Labor in der Abteilung der Biomedizinischen Technik formuliert bioink, bestehend aus 2D-mineral-Nanopartikel, um die Beschlagnahme-und 3D-drucken-Therapeutika an genauen Standorte. Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht in Advanced Healthcare Materials.

Das team hat eine neue Klasse von Hydrogelen bioinks — 3D-Strukturen können zu absorbieren und zu binden große Mengen an Wasser-beladen mit therapeutischen Proteinen. Diese bioink ist aus einem inerten polymer, Polyethylen-Glykol (PEG), und ist vorteilhaft für das tissue engineering, weil es nicht provozieren das Immunsystem. Jedoch, aufgrund der geringen Viskosität der PEG-polymer-Lösung, ist es schwierig, 3D-drucken Sie diese Art von polymer. Um diese Einschränkung zu überwinden, hat das team festgestellt, dass die Kombination von PEG-Polymeren mit Nanopartikeln führt zu einer interessanten Klasse von bioink Hydrogele, die unterstützen das Wachstum der Zellen und haben möglicherweise bessere Bedruckbarkeit im Vergleich zu polymer-Hydrogele, die durch sich selbst.

Diese neue Technologie basiert auf einer nanoclay-Plattform entwickelt, die von Gaharwar, assistant professor, können verwendet werden, für die genaue deposition von protein-Therapeutika. Diese bioink Formulierung hat einzigartige scherverdünnenden Eigenschaften, die es ermöglichen, das material injiziert werden, stoppen Sie schnell fließt und dann Härten, um im Platz zu bleiben, das ist höchst wünschenswert, für den 3D-bioprinting-Anwendungen.

„Diese Formulierung mit nanoclay sondert das therapeutische Interesse für eine erhöhte Zellaktivität und proliferation“, sagte Dr. Charles W. Peak, senior-Autor auf der Studie. „Neben der längeren Lieferung des bioaktiven therapeutischen verbessern könnte, cell migration in 3D gedruckt Gerüste und kann helfen, schnelle vaskularisierung von scaffolds.“

Gaharwar, sagte der längeren Lieferung der therapeutische könnte auch zu einer Senkung der Gesamtkosten durch die Verringerung der therapeutischen Konzentration als auch die Minimierung der negativen Nebenwirkungen, die mit supraphysiological Dosen.

„Insgesamt liefert diese Studie den proof of principle drucken protein-Therapeutika in 3D, dass kann verwendet werden, um Kontrolle und direkte Zell-Funktionen“, sagte er.