Исследователи объединили гидрогели и волокна для 3D-печати тканей

В новом исследовании профессора биофабрикации Леонида Ионова и его команды из Университета Байройта были протестированы различные типы гидрогелей для 3D-печати тканей. Гидрогель — это водоудерживающий и нерастворимый в воде полимер. Клеточные гидрогели (биочернила) объединяются с волокнами для создания композитного материала.

Это достигается с помощью 3D (био)печати с интегрированным процессом тач-спиннинга — масштабируемого метода производства волокон из полимерного раствора или расплава. Учёные впервые объединили эти две технологии в одном устройстве.

Полученные результаты важны для производства тканей, особенно с волокнистой структурой и одноосной ориентацией клеток, таких как соединительная и мышечная ткань.

В статье, опубликованной в журнале Advanced Healthcare Materials, исследователи описывают новый подход к созданию многослойных композитов «биочернила-волокно».

В экспериментах использовались различные гидрогели, которые сравнивались по свойствам. Гидрогели десятилетиями применяются в тканевой инженерии и биофабрикации в качестве каркасных материалов.

Комбинация гидрогелевой и волоконной систем снижает требования к обработке гидрогелей (например, сшиванию для улучшения механических свойств), так как эти свойства обеспечиваются волокнами. Кроме того, низкая степень сшивания благоприятна для последующего формирования ткани.

«Гидрогель обеспечивает клеткам водную среду, способствующую их хорошему функционированию, а волокна контролируют ориентацию клеток вдоль основного направления волокна», — поясняет профессор Ионов.