I den senaste studien av prof. Dr. Leonid Ionov, professor i biotillverkning, och hans team vid University of Bayreuth, testades olika typer av hydrogeler omfattande för 3D-utskrift av vävnader. En hydrogel är en vattenkvarhållande och även vattenolöslig polymer. Dessutom kombineras cellen som innehåller hydrogeler, även känd som bioink, med fibrer för att skapa ett kompositmaterial.
Detta uppnås genom att använda 3D (bio)-utskrift med en integrerad touch-spinningsprocess. Touch spinning är en skalbar process för att producera fibrer från en polymerlösning eller smälta. Bayreuth-forskarna har nu för första gången kombinerat 3D (bio)-utskriftsteknik med touch-spinningsteknik i en enda enhet.
"De insikter som erhållits i denna studie är av stor betydelse för produktionen av vävnader och i synnerhet vävnader med fibrösa strukturer och uniaxial inriktning av celler såsom bindväv och muskelvävnad", förklarar prof. Dr. Ionov.
I deras artikel nyligen publicerad i tidskriften Advanced Healthcare Materials , Prof. Dr. Ionov, tillsammans med Bayreuth-forskare Prof. Dr. Dr. Elisabetta Ada Cavalcanti-Adam, ordförande för cellulär biomekanik, Waseem Kitana, Ph.D. student vid Chair of Biofabrication, och deras kollega Dr. Victoria Levario-Diaz från Max Planck Institute for Medical Research, rapporterar om ett nytt tillvägagångssätt för produktion av flerskiktiga biobläckfiberkompositer.
Bayreuth-forskarna använde olika hydrogeler i experimenten och jämförde deras egenskaper. Hydrogeler har använts i stor utsträckning som ställningsmaterial inom områdena vävnadsteknik och biotillverkning i decennier. Tissue engineering är samlingsnamnet för artificiell produktion av biologiska vävnader.
Kombinationen av ett hydrogelsystem med ett fibersystem minskar bearbetningskraven för hydrogeler, såsom tvärbindning för att förbättra deras mekaniska egenskaper, eftersom de mekaniska egenskaperna hos dessa kompositmaterial täcks av fibersystemet. Dessutom är kravet på en låg grad av tvärbindning fördelaktigt för efterföljande vävnadsbildning.
"Hydrogelen förser cellerna med en vattenhaltig miljö som främjar cellernas goda funktion, medan fibrerna bör styra cellernas orientering längs fiberns huvudriktning", säger Prof. Dr. Ionov.
Mer information: Waseem Kitana et al, Biotillverkning av sammansatta bioink-nanofiberkonstruktioner:Effekten av bioinks reologiska egenskaper på 3D (bio)utskrift och cellinteraktion med justerade beröringsspunnna nanofibrer, avancerat vårdmaterial (2023). DOI:10.1002/adhm.202303343
Tillhandahålls av Bayreuth University
