Cellink BIO CELLX 3D生物打印机

随着3D生物打印和人类诱导多能干细胞(hiPSCs)的出现，组织工程领域发展迅速，但由于缺乏功能丰富的厚组织，影响有限。绕过这一限制的方法之一是用含有 hiPSCs 的3D 生物打印组织。通过这种方式，iPSCs可以在实质细胞分化之前增殖并填充厚组织块。在这里 , 我们设计了一个灌注生物反应器，用于装载hipsc的3d生物打印室， 目的是在分化之前在 整个结构中增殖hipsc，以产生厚组织模型。生物反应器由数字光投影制成，经过优化，可 以在水凝胶室内部灌注而不会泄漏，也可以在外部提供流体流动，从而最大限度地提高整 个室壁的营养输送。经过7天的培养，我们发现在3ml min-1下间歇灌注(每15分钟15秒)，相 对于在静态条件下培养的类似腔室，工程组织中的干细胞集落密度增加了1.9倍。我们还观 察到，相对于静态对照，灌注结构的组织壁内的菌落分布更均匀，反映了培养基中营养物 质的均匀分布。在流体流动的作用下，hiPSCs保持多能性和增殖性，产生平均约1.0 dyncm-2 的壁剪切应力。总的来说，这些充满希望的结果在灌注干细胞水凝胶后支持多种组织类 型的产生，并改善了厚度，因此增加了功能和实用性。

基于细胞的体外预测模型可能支持国际上开发新疫苗和其他治疗肺相关疾病（如 COVID-19、慢性阻塞性肺病或特发性肺纤维化）的努力。将3D生物制造与气液界面培养相结合，可以对组织模型进行工程改造，从而在体外重现健康和患病状态下呼吸道的典型特征。这些模型不仅提供了深入了解病毒与靶位点宿主细胞相互作用的潜在机制的机会，而且还有助于减少未来研究中使用的动物数 量，从而支持 3Rs（替换、减少和细化）原则。在这项研究中，我们描述了 3D 生物制造气道上皮模型的生成及其生理相关性的评估。该模型的特点是血管紧张素转换酶 2 (ACE2) 的表达，ACE2 是冠状病毒内化所需的一种蛋白质。 ACE2蛋白定位于顶膜表明上皮细胞是极化的，粘蛋白5AC蛋白的存在表明该模型可以产生气道表面液体，这是气道上皮细胞的一种生理功能。因此，这些生物工程组织模型可用于开发不同的疗法和疫苗。