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Hydrodynamically Guided Hierarchical Self‐Assembly of Peptide–Protein Bioinks
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2018-02-15 , DOI: 10.1002/adfm.201703716 Clara L. Hedegaard 1, 2 , Estelle C. Collin 1 , Carlos Redondo-Gómez 1 , Luong T. H. Nguyen 3 , Kee Woei Ng 3 , Alfonso A. Castrejón-Pita 4 , J. Rafael Castrejón-Pita 1 , Alvaro Mata 1, 2
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2018-02-15 , DOI: 10.1002/adfm.201703716 Clara L. Hedegaard 1, 2 , Estelle C. Collin 1 , Carlos Redondo-Gómez 1 , Luong T. H. Nguyen 3 , Kee Woei Ng 3 , Alfonso A. Castrejón-Pita 4 , J. Rafael Castrejón-Pita 1 , Alvaro Mata 1, 2
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Effective integration of molecular self‐assembly and additive manufacturing would provide a technological leap in bioprinting. This article reports on a biofabrication system based on the hydrodynamically guided co‐assembly of peptide amphiphiles (PAs) with naturally occurring biomolecules and proteins to generate hierarchical constructs with tuneable molecular composition and structural control. The system takes advantage of droplet‐on‐demand inkjet printing to exploit interfacial fluid forces and guide molecular self‐assembly into aligned or disordered nanofibers, hydrogel structures of different geometries and sizes, surface topographies, and higher‐ordered constructs bound by molecular diffusion. PAs are designed to co‐assemble during printing in cell diluent conditions with a range of extracellular matrix (ECM) proteins and biomolecules including fibronectin, collagen, keratin, elastin‐like proteins, and hyaluronic acid. Using combinations of these molecules, NIH‐3T3 and adipose derived stem cells are bioprinted within complex structures while exhibiting high cell viability (>88%). By integrating self‐assembly with 3D‐bioprinting, the study introduces a novel biofabrication platform capable of encapsulating and spatially distributing multiple cell types within tuneable pericellular environments. In this way, the work demonstrates the potential of the approach to generate complex bioactive scaffolds for applications such as tissue engineering, in vitro models, and drug screening.
中文翻译：
肽-蛋白质生物墨水的流体动力学指导的分层自组装
分子自组装和增材制造的有效整合将为生物印刷技术带来飞跃。本文报道了一种基于肽两亲物（PAs）与天然存在的生物分子和蛋白质的流体动力学引导共组装的生物制造系统，以产生具有可调节分子组成和结构控制的分层构建体。该系统利用按需液滴喷墨打印的优势来利用界面流体力，并将分子自组装引导至排列或无序的纳米纤维，不同几何形状和尺寸的水凝胶结构，表面形貌，以及受分子扩散约束的高阶结构。PA旨在在细胞稀释条件下的印刷过程中与多种细胞外基质（ECM）蛋白和生物分子（包括纤连蛋白，胶原蛋白，角蛋白，弹性蛋白样蛋白和透明质酸）共组装。使用这些分子的组合，NIH-3T3和脂肪来源的干细胞可以在复杂的结构中进行生物打印，同时具有很高的细胞活力（> 88％）。通过将自组装与3D生物打印相结合，该研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用的复杂生物活性支架的潜力。和透明质酸。使用这些分子的组合，NIH-3T3和脂肪来源的干细胞可以在复杂的结构中进行生物打印，同时具有很高的细胞活力（> 88％）。通过将自组装与3D生物打印相结合，该研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用的复杂生物活性支架的潜力。和透明质酸。使用这些分子的组合，NIH-3T3和脂肪来源的干细胞可以在复杂的结构中进行生物打印，同时具有很高的细胞活力（> 88％）。通过将自组装与3D生物打印相结合，该研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生复杂的生物活性支架的潜力，这些支架可用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用。这项研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用的复杂生物活性支架的潜力。这项研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生复杂的生物活性支架的潜力，这些支架可用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用。
更新日期：2018-02-15
中文翻译：
肽-蛋白质生物墨水的流体动力学指导的分层自组装
分子自组装和增材制造的有效整合将为生物印刷技术带来飞跃。本文报道了一种基于肽两亲物（PAs）与天然存在的生物分子和蛋白质的流体动力学引导共组装的生物制造系统，以产生具有可调节分子组成和结构控制的分层构建体。该系统利用按需液滴喷墨打印的优势来利用界面流体力，并将分子自组装引导至排列或无序的纳米纤维，不同几何形状和尺寸的水凝胶结构，表面形貌，以及受分子扩散约束的高阶结构。PA旨在在细胞稀释条件下的印刷过程中与多种细胞外基质（ECM）蛋白和生物分子（包括纤连蛋白，胶原蛋白，角蛋白，弹性蛋白样蛋白和透明质酸）共组装。使用这些分子的组合，NIH-3T3和脂肪来源的干细胞可以在复杂的结构中进行生物打印，同时具有很高的细胞活力（> 88％）。通过将自组装与3D生物打印相结合，该研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用的复杂生物活性支架的潜力。和透明质酸。使用这些分子的组合，NIH-3T3和脂肪来源的干细胞可以在复杂的结构中进行生物打印，同时具有很高的细胞活力（> 88％）。通过将自组装与3D生物打印相结合，该研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用的复杂生物活性支架的潜力。和透明质酸。使用这些分子的组合，NIH-3T3和脂肪来源的干细胞可以在复杂的结构中进行生物打印，同时具有很高的细胞活力（> 88％）。通过将自组装与3D生物打印相结合，该研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生复杂的生物活性支架的潜力，这些支架可用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用。这项研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用的复杂生物活性支架的潜力。这项研究引入了一种新型的生物制造平台，该平台能够在可调节的细胞周围环境中封装和空间分布多种细胞类型。通过这种方式，这项工作证明了该方法产生复杂的生物活性支架的潜力，这些支架可用于组织工程，体外模型和药物筛选等应用。
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