یک بیورآکتور مکانیکی پرینت شده سه بعدی برای بررسی مکانوبیولوژی و مکانیک های بافت نرم

تاریخ انتشار: پنجشنبه 05 مهر 1397 | امتیاز: Article Rating

بار مکانیکی یکی از سیگنال های مهم برای هدایت سرنوشت سلول های بنیادی و تشکیل بافت مهندسی شده در شرایط آزمایشگاهی محسوب می شود. نشان داده شده است که سلول های بنیادی کشت شده روی بسترهای دو بعدی و در داربست های سه بعدی بسته به قرار گرفتن شان در معرض محرک های مکانیکی به سمت رده های استخوانی، تاندونی، غضروفی، لیگامنتی و عضلات اسکلتی تمایز می یابند. برای به کار بردن این محرک های مکانیکی در شرایط آزمایشگاهی، به بیورآکتورهای مکانیکی نیاز است. با این حال، سیستم های بیورآکتور موجود بدلیل هزینه بالا، توانایی محدود برای سفارشی سازی و فقدان قابلیت های اندازه گیری نیروها با چالش هایی مواجه هستند. ما نشان می دهیم که استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی(3DP) برای طراحی و ساخت یک سیستم بیورآکتور سفارشی و با هزینه کم می تواند برای به کار بردن محرک مکانیکی کنترل شده برای سلول ها در شرایط کشت و اندازه گیری ویژگی های مکانیکی بافت های نرم کوچک استفده شود. نتایج مطالعات آزمایشگاهی ما و ارزیابی های مکانیکی نشان می دهد که تکنولوژی پرینت سه بعدی به عنوان یک پلت فرم برای ایجاد سیستم بیورآکتوری مکانیکی ارزان، دلخواه و چند عملکردی قابل استفاده است. تکنولوژی پرینت سه بعدی برای پرینت سیستم بیورآکتور چند عملکردی/چارچوب بار کششی برای بخشی از سیستم های تجاری استفاده می شوند. این سیستم سلول های را به طور مکانیکی تحریک کرد و ویژگی های مکانیکی بافت نرم را ارزیابی کرد. این  سیستم به راحتی قابل سفارشی سازی است و می تواند برای ارزیابی انواع متعدد بافت های نرم استفاده شود.

MethodsX. 2018 Aug 10;5:924-932. doi: 10.1016/j.mex.2018.08.001. eCollection 2018.

A 3D printed mechanical bioreactor for investigating mechanobiology and soft tissue mechanics.

Raveling AR1, Theodossiou SK1, Schiele NR1.

Abstract

Mechanical loading is an important cue for directing stem cell fate and engineered tissue formation in vitro. Stem cells cultured on 2-dimensional (D) substrates and in 3D scaffolds have been shown to differentiate toward bone, tendon, cartilage, ligament, and skeletal muscle lineages depending on their exposure to mechanical stimuli. To apply this mechanical stimulus in vitro, mechanical bioreactors are needed. However, current bioreactor systems are challenged by their high cost, limited ability for customization, and lack of force measurement capabilities. We demonstrate the use of 3-dimensional printing (3DP) technology to design and fabricate a low-cost custom bioreactor system that can be used to apply controlled mechanical stimuli to cells in culture and measure the mechanical properties of small soft tissues. The results of our in vitro studies and mechanical evaluations show that 3DP technology is feasible as a platform for developing a low-cost, customizable, and multifunctional mechanical bioreactor system. • 3DP technology was used to print a multifunctional bioreactor system/tensile load frame for a fraction of the cost of commercial systems. • The system mechanically stimulated cells in culture and evaluated the mechanical properties of soft tissues. • This system is easily customizable and can be used to evaluate multiple types of soft tissues.

PMID: 30167382
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان