3D-bioprintning av fotoavstämbara hydrogeler för att studera fibroblastaktivering

Fototunable hydrogeler kan omvandlas rumsligt och tidsmässigt som svar på ljusexponering. Genom att inkorporera dessa typer av biomaterial i cellodlingsplattformar och dynamiskt utlösa förändringar, såsom ökad mikromiljöstyvhet, kan forskare modellera förändringar i den extracellulära matrisen (ECM) som uppstår under fibrotisk sjukdomsprogression. Här presenteras en metod för 3D-bioprintning av ett fototaverbart hydrogelbiomaterial som kan utföra två sekventiella polymerisationsreaktioner i ett gelatinstödbad. Tekniken för bioprinting med friformsreversibel inbäddning av suspenderade hydrogeler (FRESH) anpassades genom att justera pH-värdet i stödbadet för att underlätta en Michael-additionsreaktion. Först reagerade biobläcket som innehöll poly(etylenglykol)-alfa-metakrylat (PEGαMA) utanför stökiometrin med en cellnedbrytbar tvärbindare för att bilda mjuka hydrogeler. Dessa mjuka hydrogeler exponerades senare för fotoinitator och ljus för att inducera homopolymerisationen av oreagerade grupper och stelna hydrogelen. Detta protokoll täcker hydrogelsyntes, 3D-bioprinting, fotoförstyvning och endpoint-karakteriseringar för att bedöma fibroblastaktivering i 3D-strukturer. Metoden som presenteras här gör det möjligt för forskare att 3D-bioprinta en mängd olika material som genomgår pH-katalyserade polymerisationsreaktioner och kan implementeras för att konstruera olika modeller av vävnadshomeostas, sjukdom och reparation.