De acordo com a UW Drugsum novo dispositivo impresso em 3D adotado facilmente permitirá que os cientistas criem modelos de tecido humano com controle e complexidade ainda maiores. Um grupo interdisciplinar de pesquisadores da UW Drugs e a Universidade de Washington liderou o desenvolvimento do dispositivo.
Engenharia de tecidos 3Dque recentemente passou por outros avanços importantes na velocidade e na precisão, ajuda os pesquisadores biomédicos a projetar e testar terapias para uma série de doenças. Um objetivo da engenharia de tecidos é criar ambientes fabricados em laboratório que recriem os habitats naturais das células.
A suspensão das células em um gel entre dois postes independentes é uma das plataformas atuais de modelagem para o cultivo de tecidos cardíacos, pulmonares, pele e musculoesqueléticos. Embora essa abordagem permita que as células se comportem como faria dentro do corpo, ela não facilitou o estudo de vários tipos de tecidos. O controle mais preciso sobre a composição e o arranjo espacial dos tecidos permitiria aos cientistas modelar doenças complexas, como distúrbios neuromusculares.
Um artigo publicado em ciência avançada Detalhes como a nova plataforma permite que os cientistas examinem como as células respondem a pistas mecânicas e físicas, enquanto criam regiões distintas em um tecido suspenso. O dispositivo impresso em 3D é conhecido como Stomp (o padrão de microfluídico aberto de tecido suspenso).
Nate Sniadecki, professor de engenharia mecânica e codiretor interino do UW Drugs Institute for Stem Cell and Regenerative Drugs, e Ashleigh Theberge, professor de química da UW, liderou a equipe científica. O grupo mostrou que seu dispositivo pode recriar interfaces biológicas como osso e ligamento, ou tecido cardíaco fibrótico e saudável.
Os primeiros autores do artigo foram Amanda Haack, uma estudante do Programa de Cientistas Médicos da Escola de Medicina e Pós -doutorado no laboratório de Theberge, e Lauren Brown, um doutorado. aluno em química. Os membros do corpo docente da UW Cole DeForest, professor de engenharia química e bioengenharia, e Tracy Popowics, professor de biologia oral na Escola de Odontologia, são co -autores.
O Stomp aprimora um método de engenharia de tecidos chamado fundição, que os pesquisadores compararam em termos simples para fazer gelatina em um molde de sobremesa. No laboratório, o gel é uma mistura de materiais vivos e sintéticos. Estes são pipetados em uma estrutura em vez de derramados em um molde. Stomp usa ação capilar-pense em água que flui um canudo em um vidro para beber-para permitir que os cientistas espaçassem diferentes tipos de células em qualquer padrão que um experimento exigir, como um cozinheiro espalhando uniformemente pedaços de frutas na gelatina.
Os pesquisadores colocaram o Stomp à prova em dois experimentos: um que comparou a dinâmica contrátil do tecido cardíaco engenhado e doente e outro que modelou o ligamento que conecta um dente ao seu soquete ósseo.
O dispositivo Stomp é do tamanho de uma ponta dos dedos. Ele se encaixa em um sistema de dois postes originalmente desenvolvido pelo laboratório Sniadecki para medir a força contrátil das células cardíacas. O pequeno pedaço de {hardware} contém um canal microfluídico aberto com recursos geométricos para manipular o espaçamento e a composição de diferentes tipos de células e criar várias regiões dentro de um único tecido suspenso sem a necessidade de equipamentos ou capacidades adicionais.
A tecnologia de hidrogel do grupo de pesquisa do DeForest aumentou o Stomp com outro recurso de design: paredes degradáveis que permitem que os engenheiros de tecidos quebrem as laterais do dispositivo e deixem intactos os tecidos.
“Normalmente, quando você coloca células em um gel 3D, elas usarão suas próprias forças contráteis para reunir tudo, o que faz com que o tecido se afasta das paredes do molde. Mas nem toda célula é tremendous forte e nem todos os biomateriais podem ser remodelados assim.
“Este método abre novas possibilidades para a engenharia de tecidos e a pesquisa de sinalização celular”, disse Theberge. “Foi um verdadeiro esforço de equipe de vários grupos trabalhando em todas as disciplinas”.