Moreover, although collagen has bee

Moreover, although collagen has been used in various tissue-engineering applications for skin, bone and cartilage because of its good biocompatibility and low antigenicity, its application for 3D-bioprinting still has limitations. In previous studies, collagen was most often used in inkjet bioprinting, which prints materials with low viscosity but rarely in extrusion bioprinting. Extrusion bioprinting needs the bioink to be self-supporting for layer-by-layer fabrication; additionally, the bioink must be temperature-sensitive and have the ability to gel rapidly on the printing substrate with high viscosity for printing definition. Thus, in extrusion bioprinting, gelatin rather than collagen, has often been used as a bioink because its property fits the requirement mentioned above. However, to better mimic tissue-specific extracellular matrixes (ECM), collagen, which is the most abundant component of ECM, is used as printing materials in extrusion bioprinting.

Human corneal epithelial cells (HCECs), which are native resident cells of the cornea connected to form a dense plasma membrane, were chosen to print in this matrix. HCECs were applied for seeding onto some substrates, such as amniotic membranes, collagen gel and polycarbonate membrane, to generate a bioengineered corneal epithelium. However, thus far, there are no reports on the 3D printing of such cells. Considering that the advances in 3D bioprinting have enabled the direct assembly of cells and ECM to form cellular models for 3D in vitro biology, we used the 3D hydrogel-based cell-laden technique to print HCECs and fabricated a 3D-engineered corneal epithelium.

Therefore, in this study, we report the 3D printing of HCECs into cell-laden constructs using an extrusion-based 3D cell-printing machine that is considered to be suitable for rapid prototyping and quick fabrication of 3D organic materials. Briefly, to make an environment capable of 3D cell printing, the low-temperature forming room, refrigeration function, cleaning function and sterile function need to be integrated as shown in Fig. 1. A nozzle system was developed that had a wide range of temperatures (−5 °C–150 °C) and precise temperature control (±0.1°), so that the material can be not only heated but also cooled. To obtain a construct with a good condition, we optimised the process parameters, temperature and extrusion speed that were presented in previous papers. To better mimic corneal-specific ECM, the additional amount of collagen that can be added into the alginate/gelatin system to print and form a stable 3D hydrogel macroporous network was determined in this study. Immediately after printing, the viabilities of the printed cells were evaluated. To accelerate the degradation rate of the alginate/gelatin/collagen gel, we tested whether the addition of different amounts of sodium citrate could result in different degrees of degradation of the gel and determined the relation curve between them. Finally, the effect of sodium citrate on proliferation and other key biological functions, such as specific marker protein synthesis, on HCECs printed within the constructs was evaluated.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นอกจากนี้ ถึงแม้ว่าคอลลาเจนถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ ในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อผิวหนัง กระดูก และกระดูกอ่อน เพราะดี biocompatibility และ antigenicity ต่ำ การประยุกต์ใช้สำหรับการ 3D-ทดสอบยังคงมีข้อจำกัด ในการศึกษาก่อนหน้านี้ คอลลาเจนถูกส่วนใหญ่มักจะใช้ ใน ทดสอบอิงค์เจ็ท ซึ่งพิมพ์วัสดุที่ มีความหนืดต่ำ แต่ไม่ค่อยทดสอบอัดขึ้นรูป ทดสอบอัดรีดต้องการ bioink จะสนับสนุนตนเองสำหรับผลิตชั้นโดยชั้น นอกจากนี้ การ bioink ต้องเป็นไวต่ออุณหภูมิ และมีความสามารถในการเจลอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวการพิมพ์ มีความหนืดสูงสำหรับพิมพ์นิยาม ดังนั้น ในการอัดขึ้นรูป ทดสอบ วุ้น มากกว่าคอลลา เจน มักถูกใช้เป็น bioink เป็น เพราะคุณสมบัติเหมาะสมกับความต้องการดังกล่าวข้างต้น อย่างไรก็ตาม จะดีกว่า เลียนแบบเนื้อเยื่อเฉพาะสาร matrixes (ECM), คอลลาเจน ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ดีสุดของ ECM ถูกใช้เป็นวัสดุพิมพ์ในทดสอบอัดขึ้นรูปกระจกตาเยื่อบุผิวเซลล์มนุษย์ (HCECs), ซึ่งเป็นเซลล์มีถิ่นที่อยู่ของการเชื่อมต่อแบบความหนาเยื่อกระจกตา รับเลือกในการพิมพ์ในเมทริกซ์นี้ HCECs ถูกนำไปใช้สำหรับเพาะลงบนพื้นผิวบาง เช่นเยื่อหุ้มน้ำคร่ำ คอลลาเจนเจลและโพลีคาร์บอเนตเมมเบรน การสร้างเยื่อบุผิวกระจกตาตัดแต่ง อย่างไรก็ตาม ป่านนี้ ไม่มีรายงานในการพิมพ์ 3 มิติของเซลล์ดังกล่าว เราพิจารณาว่า ความก้าวหน้าใน 3D ทดสอบเปิดใช้งานแอสเซมบลีโดยตรงของเซลล์และ ECM เพื่อรูปแบบเซลลูลาร์สำหรับ 3D ในหลอดทดลองชีววิทยา ใช้ 3D hydrogel ตามภาระเซลล์เทคนิคการพิมพ์ HCECs และประดิษฐ์วิศวกรรม 3D epithelium ของกระจกตาดังนั้น ในการศึกษานี้ เรารายงานการพิมพ์ 3D HCECs เข้าไปในเซลล์รับภาระโครงสร้างโดยใช้การอัดขึ้นรูป 3D พิมพ์เซลล์จักรที่ถือเป็นต้นแบบอย่างรวดเร็วและผลิตอย่างรวดเร็วของวัสดุอินทรีย์ 3D สั้น ๆ การทำให้สภาพแวดล้อมสามารถพิมพ์ 3D เซลล์ ห้องอุณหภูมิต่ำขึ้นรูป ฟังก์ชั่นเครื่องทำความเย็น ทำความสะอาดงานปลอดเชื้อต้องรวมดังแสดงในรูปที่ 1 พัฒนาระบบหัวฉีดที่มีหลากหลายของอุณหภูมิ (° −5 C-150 ° C) และอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำควบคุม (ถึง°), เพื่อให้วัสดุสามารถไม่เพียงแต่อุ่น แต่เย็นยัง การก่อสร้าง มีสภาพดี เราปรับพารามิเตอร์กระบวนการ ความเร็วอุณหภูมิและอัดขึ้นรูปที่นำเสนอในบทความก่อนหน้านี้ พิจารณาเพิ่มจำนวนคอลลาเจนที่สามารถเพิ่มลงในระบบแอลจิเนต/วุ้นพิมพ์ และแบบเครือข่าย macroporous hydrogel 3D ที่มีเสถียรภาพ ในการศึกษานี้เพื่อเลียนแบบ ECM เฉพาะกระจกตา ดี ทันทีหลังจากพิมพ์ viabilities ของเซลล์ที่พิมพ์ถูกประเมิน เพื่อเร่งอัตราการสลายตัวของแอลจิเนต/วุ้น/คอลลาเจนเจล เราทดสอบว่าการเพิ่มขึ้นของจำนวนโซเดียมซิเตรตอาจส่งผลแตกต่างของการย่อยสลายของเจล และกำหนดเส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา ในที่สุด ถูกประเมินผลของโซเดียมซิเตรตสำคัญทางชีวภาพต่าง ๆ เช่นการสังเคราะห์โปรตีนเฉพาะหมาย บน HCECs ที่พิมพ์ภายในของโครงสร้างและการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อย่างไรก็ตาม คอลลาเจนถูกใช้ในหลาย ๆโปรแกรมสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อผิวหนัง กระดูกและกระดูกอ่อน เพราะ biocompatibility ที่ดีและเจื้อยต่ำของโปรแกรมประยุกต์สำหรับ 3D bioprinting ยังคงมีข้อจำกัด ในการศึกษาก่อนหน้านี้ คอลลาเจนถูกใช้บ่อยที่สุดใน bioprinting วัสดุพิมพ์อิงค์เจ็ท ซึ่งมีความหนืดต่ำ แต่ในรูปไม่ค่อย bioprinting . รีด bioprinting ความต้องการ bioink ที่จะเลี้ยงตัวเองได้ โดยการ ชั้น ชั้น นอกจากนี้ bioink ต้องมีความไวต่ออุณหภูมิ และมีความสามารถในการเจลอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวที่มีความหนืดสูงสำหรับการพิมพ์ความละเอียดการพิมพ์ ดังนั้น ในการรีด bioprinting เจลาตินมากกว่าคอลลาเจน มักถูกใช้เป็น bioink เพราะคุณสมบัติของมันเหมาะกับความต้องการที่กล่าวข้างต้น อย่างไรก็ตาม ดีกว่า เลียนแบบ tissue-specific และ matrixes ( ECM ) , คอลลาเจน ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีมากที่สุดของ ECM จะใช้เป็นวัสดุการพิมพ์ในรีด bioprinting .มนุษย์เซลล์เยื่อกระจกตา ( hcecs ) ซึ่งเป็นเซลล์ของกระจกตาพื้นเมืองถิ่นเชื่อมต่อกับฟอร์มเมมเบรนพลาสม่าหนาแน่น ถูกเลือกให้พิมพ์ในโครงสร้างนี้ hcecs ใช้สำหรับเพาะลงบนแผ่นฟิล์มบาง , เช่น amniotic เมมเบรนเจลโพลีคาร์บอเนตและ เยื่อ สร้างการศึกษาแสดงให้เห็นว่าพิชิต . แต่ป่านนี้ ยังไม่มีรายงานเกี่ยวกับการพิมพ์ 3 มิติ เช่น เซลล์ พิจารณาว่า ความก้าวหน้าใน bioprinting 3D มาใช้ประกอบโดยตรงของเซลล์และ ECM ในรูปแบบโมเดลโทรศัพท์มือถือสำหรับ 3D ชีววิทยาในหลอดทดลอง เราใช้เจลที่ใช้เทคนิค 3D เซลล์หนักพิมพ์ hcecs และประดิษฐ์ 3 มิติพิชิตวิศวกรรม .ดังนั้นในการศึกษานี้จึงได้รายงานการพิมพ์ 3 มิติของโครงสร้างเป็นเซลล์ hcecs ลาเดนใช้รีดจากเครื่องพิมพ์ 3D มือถือที่ถือว่าเหมาะสำหรับการขึ้นรูปต้นแบบรวดเร็วและรวดเร็วของวัสดุอินทรีย์ 3 สั้น ๆเพื่อให้สภาพแวดล้อมที่สามารถพิมพ์เซลล์ 3D , อุณหภูมิการขึ้นรูป ห้องแช่แข็ง ฟังก์ชัน ฟังก์ชันและฟังก์ชันที่สะอาดปลอดเชื้อ ต้องบูรณาการ ดังแสดงในรูปที่ 1 ระบบหัวฉีดมีการพัฒนาที่หลากหลายของอุณหภูมิ ( − 5  ° C – 150  ° C ) และควบคุมอุณหภูมิแม่นยำ ( ± 0.1 องศา ) เพื่อให้วัสดุที่สามารถไม่เพียง แต่อุ่น แต่ยังเย็น รับสร้างด้วย สภาพดีมาก เราเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต ความเร็วที่ถูกเสนอในบทความก่อนหน้านี้และอุณหภูมิการอัดรีด . ดีกว่าเลียนแบบเฉพาะกระจกตา ECM , จํานวนเพิ่มเติมของคอลลาเจนที่สามารถถูกเพิ่มลงในระบบอัลจิเนต / เจลาตินเพื่อพิมพ์และรูปแบบ 3D macroporous มีเจลเครือข่าย ตั้งใจในการศึกษา ทันทีหลังจากการพิมพ์ viabilities ของพิมพ์เซลล์ถูกประเมิน เพื่อเร่งอัตราการย่อยสลายของอัลจิเนต / วุ้น / คอลลาเจนเจล เราทดสอบว่านอกเหนือจากปริมาณโซเดียมซิเตรตอาจส่งผลในองศาที่แตกต่างกันของการย่อยสลายของเจลและกำหนดความสัมพันธ์เส้นโค้งระหว่างพวกเขา ในที่สุด ผลของโซเดียมซิเตรตใน proliferation และฟังก์ชันทางชีวภาพอื่น ๆที่สำคัญ เช่น สังเคราะห์โปรตีนเครื่องหมายที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับ hcecs พิมพ์ภายในโครงสร้างถูกประเมิน