Vascularization plays a crucial role in bone formation and regeneration process. Development of a functional vasculature to improve survival and integration of tissue-engineered bone substitutes remains a major challenge. Biofabrication technologies, such as bioprinting, have been introduced as promising alternatives to overcome issues related to lack of prevascularization and poor organization of vascular networks within the bone substitutes. In this context, this study aimed at organizing endothelial cells in situ, in a mouse calvaria bone defect, to generate a prevascularization with a defined architecture, and promote in vivo bone regeneration. Laser-assisted bioprinting (LAB) was used to pattern Red Fluorescent Protein-labeled endothelial cells into a mouse calvaria bone defect of critical size, filled with collagen containing mesenchymal stem cells and vascular endothelial growth factor. LAB technology allowed safe and controlled in vivo printing of different cell patterns. In situ printing of endothelial cells gave rise to organized microvascular networks into bone defects. At two months, vascularization rate (vr) and bone regeneration rate (br) showed statistically significant differences between the 'random seeding' condition and both 'disc' pattern (vr = +203.6%; br = +294.1%) and 'crossed circle' pattern (vr = +355%; br = +602.1%). These results indicate that in vivo LAB is a valuable tool to introduce in situ prevascularization with a defined configuration and promote bone regeneration.

中文翻译：

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通过激光辅助生物打印设计的原位血管生成：对骨再生的影响。

血管化在骨形成和再生过程中起关键作用。开发功能性脉管系统以改善组织工程化骨替代物的存活和整合仍然是一项重大挑战。已经引入了生物制造技术，例如生物印刷，作为有前途的替代方案，以克服与骨替代物中缺乏前血管形成和血管网络组织不良有关的问题。在这种情况下，这项研究旨在在小鼠颅骨缺损中原位组织内皮细胞，以产生具有确定结构的预血管形成，并促进体内骨再生。激光辅助生物打印（LAB）用于将红色荧光蛋白标记的内皮细胞图案化为临界大小的小鼠颅骨骨缺损，充满了含有间充质干细胞和血管内皮生长因子的胶原蛋白。LAB技术允许在不同细胞图案的体内进行安全且受控的打印。内皮细胞的原位印刷导致组织化的微血管网络变成骨缺损。在两个月的时间里，“随机接种”状态与“盘状”模式（vr = + 203.6％； br = + 294.1％）和“交叉圆”之间的血管化率（vr）和骨再生率（br）显示出统计学上的显着差异。模式（vr = + 355％； br = + 602.1％）。这些结果表明，体内LAB是一种有价值的工具，可以以定义的配置引入原位预血管形成并促进骨再生。LAB技术允许在不同细胞图案的体内进行安全且受控的打印。内皮细胞的原位印刷导致组织化的微血管网络变成骨缺损。在两个月的时间里，“随机接种”状态与“盘状”模式（vr = + 203.6％； br = + 294.1％）和“交叉圆”之间的血管化率（vr）和骨再生率（br）显示出统计学上的显着差异。模式（vr = + 355％； br = + 602.1％）。这些结果表明，体内LAB是一种有价值的工具，可以以定义的配置引入原位预血管形成并促进骨再生。LAB技术允许在不同细胞图案的体内进行安全且受控的打印。内皮细胞的原位印刷导致组织化的微血管网络变成骨缺损。在两个月的时间里，“随机接种”状态与“盘状”模式（vr = + 203.6％； br = + 294.1％）和“交叉圆”之间的血管化率（vr）和骨再生率（br）显示出统计学上的显着差异。模式（vr = + 355％； br = + 602.1％）。这些结果表明，体内LAB是一种有价值的工具，可以以定义的配置引入原位预血管形成并促进骨再生。血管形成率（vr）和骨再生率（br）在“随机播种”状态与“盘”模式（vr = + 203.6％； br = + 294.1％）和“交叉圆”模式（vr）之间显示出统计学上的显着差异= + 355％； br = + 602.1％）。这些结果表明，体内LAB是一种有价值的工具，可以以定义的配置引入原位预血管形成并促进骨再生。血管形成率（vr）和骨再生率（br）在“随机播种”状态与“盘”模式（vr = + 203.6％； br = + 294.1％）和“交叉圆”模式（vr）之间显示出统计学上的显着差异= + 355％； br = + 602.1％）。这些结果表明，体内LAB是一种有价值的工具，可以以定义的配置引入原位预血管形成并促进骨再生。