Name: ceramic omnidirectional bioprinting in cell-laden suspensions for the generation of bone analogs
Uploaded: 2022-08-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Ceramic Omnidirectional Bioprinting in Cell-Laden Suspensions for the Generation of Bone Analogs at JoVE.com

लेखक राष्ट्रीय स्वास्थ्य और चिकित्सा अनुसंधान परिषद (अनुदान संख्या GNT1111694 और GNT1141602) और ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद (अनुदान संख्या FT180100417, FL150100060, और CE14100036) को स्वीकार करना चाहते हैं। लेखक न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालय में बायोमेडिकल इमेजिंग सुविधा को स्वीकार करना चाहते हैं। आंकड़े Biorender.com, एडोब फोटोशॉप और एडोब इलस्ट्रेटर के साथ बनाए गए थे और भुगतान सदस्यता के तहत निर्यात किए गए हैं।

1. हड्डी-स्याही निर्माण
<ol><li>α-ट्राइकैल्शियम फॉस्फेट का संश्लेषण<ol><li>कैल्शियम हाइड्रोजन फॉस्फेट (CaHPO4) और कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO 3) पाउडरको 3: 2 Ca: P मोलर अनुपात में तौलें। स्पैटुला का उपयोग करके, द?...

<ol>
	<li>Bates, P., Ramachandran, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+injury,+healing+and+grafting.">Bone injury, healing and grafting.</a> Basic Orthopaedic Sciences. The Stanmore Guide. , 123-134 (2007).</li><li>Lin, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bone+extracellular+matrix+in+bone+formation+and+regeneration.">The bone extracellular matrix in bone formation and regeneration.</a> Frontiers in Pharmacology. 11, 757 (2020).</li><li>Reznikov, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+materials+science+vision+of+extracellular+matrix+mineralization.">A materials science vision of extracellular matrix mineralization.</a> Nature Reviews Materials. 1, 16041 (2016).</li><li>Kang, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+3D+bioprinting+system+to+produce+human-scale+tissue+constructs+with+structural+integrity.">A 3D bioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structural integrity.</a> Nature Biotechnology. 34 (3), 312-319 (2016).</li><li>Lin, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+of+bioceramic+scaffolds-Barriers+to+the+clinical+translation:+From+promise+to+reality,+and+future+perspectives.">3D printing of bioceramic scaffolds-Barriers to the clinical translation: From promise to reality, and future perspectives.</a> Materials. 12 (17), 2660 (2019).</li><li>Qu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-dimensional+printing+for+bone+tissue+engineering.">Multi-dimensional printing for bone tissue engineering.</a> Advanced Healthcare Materials. 10 (11), 2001986 (2021).</li><li>Lode, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+porous+scaffolds+by+three-dimensional+plotting+of+a+pasty+calcium+phosphate+bone+cement+under+mild+conditions.">Fabrication of porous scaffolds by three-dimensional plotting of a pasty calcium phosphate bone cement under mild conditions.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 8 (9), 682-693 (2014).</li><li>Bernal, P. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+bioprinting+of+complex+living-tissue+constructs+within+seconds.">Volumetric bioprinting of complex living-tissue constructs within seconds.</a> Advanced Materials. 31 (42), 1904209 (2019).</li><li>Diloksumpan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+multi-scale+3D+printing+technologies+to+engineer+reinforced+hydrogel-ceramic+interfaces.">Combining multi-scale 3D printing technologies to engineer reinforced hydrogel-ceramic interfaces.</a> Biofabrication. 12 (2), 025014 (2020).</li><li>Thrivikraman, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+fabrication+of+vascularized+and+innervated+cell-laden+bone+models+with+biomimetic+intrafibrillar+collagen+mineralization.">Rapid fabrication of vascularized and innervated cell-laden bone models with biomimetic intrafibrillar collagen mineralization.</a> Nature Communications. 10 (1), 3520 (2019).</li><li>Romanazzo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+bone-like+structures+through+omnidirectional+ceramic+bioprinting+in+cell+suspensions.">Synthetic bone-like structures through omnidirectional ceramic bioprinting in cell suspensions.</a> Advanced Functional Materials. 31 (13), 2008216 (2021).</li><li>Hinton, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+printing+of+complex+biological+structures+by+freeform+reversible+embedding+of+suspended+hydrogels.">Three-dimensional printing of complex biological structures by freeform reversible embedding of suspended hydrogels.</a> Science Advances. 1 (9), 1500758 (2015).</li><li>Phromsopha, T., Baimark, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+starch/gelatin+blend+microparticles+by+a+water-in-oil+emulsion+method+for+controlled+release+drug+delivery.">Preparation of starch/gelatin blend microparticles by a water-in-oil emulsion method for controlled release drug delivery.</a> International Journal of Biomaterials. 2014, 829490 (2014).</li><li>Moreno, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid-state+synthesis+of+alpha+tricalcium+phosphate+for+cements+used+in+biomedical+applications.">Solid-state synthesis of alpha tricalcium phosphate for cements used in biomedical applications.</a> Bolet&#237;n de la Sociedad Espa&#241;ola de Cer&#225;mica y Vidrio. 59 (5), 193-200 (2020).</li></ol>

3 डी प्रिंटिंग तकनीक COBICS को जीवित कोशिकाओं वाले क्रॉसलिंकेबल माइक्रोगेल निलंबन में एक्सट्रूज़न के माध्यम से खनिज हड्डी जैसी संरचनाओं के निर्माण को सक्षम करने के लिए विकसित किया गया था। तकनीक को एक डिग?...

हड्डी में शरीर में कुछ संरचनाओं में से एक के रूप में उल्लेखनीय पुनर्जनन क्षमताएं होती हैं जो एक महत्वपूर्ण दोष आकार तक अपनी सामान्य सेलुलर संरचना, अभिविन्यास और यांत्रिक शक्ति को फिर से बनाकर ठीक कर सकती हैं, जब अंतर्जात उपचारक्षमता से समझौता किया जाता है। हड्डी, उपास्थि और स्नायुबंधन के साथ, शरीर के आंदोलन का समर्थन और सुविधा प्रदान करती है, जबकि खनिजों और वसा का भंडारण और रक्त कोशिकाओं का उत्पादन भी करती है। एक कठोर, घने संयोजी ऊतक के रूप में, हड्डी मुख्य रूप से एक अकार्बनिक चरण, पानी और कार्बनिक पदार्थ से बनी होती है जो मुख्य रूप से कोलेजन फाइबर2 से बनी होती है। कोशिकाओं को कोलेजन आई फाइबर और हाइड्रॉक्सीपैटाइट (एचए) क्रिस्टल के इस अत्यधिक खनिज मैट्रिक्स के भीतर एम्बेडेड किया जाता है, जो एक पदानुक्रमित संरचनाबनाता है।
इस ऊतक का जटिल संगठन विषम हड्डी सूक्ष्म और नैनो-वातावरण को दोहराने के लिए सिंथेटिक विकल्पों के निर्माण को असाधारण रूप से चुनौतीपूर्ण बनाताहै। इस उद्देश्य के लिए, बायोसेरामिक्स, सेल से भरे हाइड्रोगेल और सिंथेटिक सामग्री सहित विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को हड्डी मैट्रिक्स बनाने के समाधान के रूप में प्रस्तावित किया गया है। पाड़ निर्माण तकनीकों में, 3 डी प्रिंटिंग-आधारित तकनीकें हाल ही में उभरी हैं और रोगी-विशिष्ट उपचार के महान वादे के साथ अत्यधिक परिष्कृत और सटीक संरचनाओं के निर्माण की अनुमति देने की उनकी उल्लेखनीय क्षमता के कारण ऊतक इंजीनियरिंग समुदाय से बहुत ध्यान आकर्षित किया है। . हाइड्रोगेल मैट्रिक्स मिमिक्स और बायो-इंक का सबसे लोकप्रिय विकल्प रहा है क्योंकि उन्हें कोशिकाओं और बायोएक्टिव अणुओं के साथ मुद्रित किया जा सकता है, जिससे कार्यात्मक निर्माण6 होते हैं। हालांकि, हाइड्रोगेल में हड्डी के कार्यात्मक गुणों की कमी होती है, जैसे कि यांत्रिक शक्ति और चयापचय रूप से सक्रिय कोशिकाओं वाले अत्यधिक कैल्सीफाइड, अकार्बनिक चरण।
3 डी मुद्रित सिरेमिक मचानों को आमतौर पर पोस्टप्रोसेसिंग चरणों की आवश्यकता होती है, जिसमें सिंटरिंग, उच्च तापमान उपचार, या कठोर रसायनों का उपयोग करना शामिल है जिन्हें इन विट्रो या विवो अनुप्रयोगों में अच्छी तरह से धोया जाना चाहिए। इन सीमाओं को संबोधित करने के लिए, लोड एट अल .7 ने हाल ही में हाइड्रॉक्सीपैटाइट द्वारा गठित एक α-ट्रिकल्शियम फॉस्फेट-आधारित पेस्ट विकसित किया, जिसे शारीरिक परिस्थितियों में मुद्रित और सेट किया जा सकता है। हालांकि, इस सामग्री को अभी भी जीवित कोशिकाओं के साथ मुद्रित नहीं किया जा सकता है क्योंकि इसे आर्द्र वातावरण में उपचार के बाद और बाद में लंबी अवधि के लिए जलीय घोल विसर्जन की आवश्यकता होती है।
वैकल्पिक रूप से, अकार्बनिक कणों के साथ सेल से लदे हाइड्रोगेल को 3 डी हड्डी मैट्रिक्स 8,9 के प्रतिस्थापन के रूप में प्रस्तावित किया गया है। सेल व्यवहार्यता का समर्थन करने की उनकी महान क्षमता के बावजूद, वे घनी खनिज युक्त हड्डी के ऊतकों के वातावरण को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम नहीं हैं। 10 ने एक बायोमिमेटिक दृष्टिकोण अपनाया जिसमें नैनोस्केल एपेटाइट जमाव की बेहतर नकल करने के लिए एक गैर-कोलेजनस प्रोटीन एनालॉग के साथ एक सुपरसैचुरेटेड कैल्शियम और फॉस्फेट माध्यम का उपयोग किया गया था। हालांकि, उनके निर्माण अभी भी हड्डी के समान सूक्ष्म और मैक्रो-स्केल आर्किटेक्चर के साथ कठोर 3 डी संरचनाओं को उत्पन्न नहीं कर सकते हैं।
वर्तमान अध्ययन अकार्बनिक और कार्बनिक चरणों में हड्डी-नकल संरचनाओं को बनाने के लिए एक मुद्रण रणनीति के विकास के माध्यम से इन कमियों को संबोधित करता है, जो कोशिकाओं औरविकास कारकों दोनों को एकीकृत करने में सक्षम हैं। COBICS विशिष्ट रूप से माइक्रोगेल-आधारित बायोप्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके हड्डी के खनिज और सेलुलर संरचना को पुन: व्यवस्थित करता है। यहां प्रोटोकॉल सिरेमिक हड्डी-स्याही और जिलेटिन-आधारित माइक्रोगेल को संश्लेषित करने और फिर सीओबीआईसीएस को सक्षम करने वाली कोशिकाओं के संयोजन की प्रक्रिया का वर्णन करता है। प्रक्रिया हड्डी-स्याही की मुख्य अग्रदूत सामग्री के संश्लेषण के साथ शुरू होती है। क्रॉस-लिंकेबल हाइड्रोगेल को तब संश्लेषित किया जाता है और माइक्रोगेल में बनाया जाता है। अंत में, हड्डी-स्याही को कोशिकाओं से लदे माइक्रोगेल के समर्थन स्नान में सर्वव्यापी रूप से जमा किया जाता है (चित्रा 1)।
हड्डी-स्याही को माइक्रोगेल के किसी भी निलंबन में मुद्रित किया जा सकता है जिसमें उचित उपज-तनाव विशेषताएं होती हैं, अर्थात, एक विशिष्ट कतरनी दर पर द्रवीकरण करने की क्षमता और बाद में जमा संरचना का समर्थन करती है। दो लचीले दृष्टिकोणों का प्रदर्शन किया गया है: जिलेटिन माइक्रोगेल से युक्त एक निलंबन और जिलेटिन मेथैक्रिलेट (गेलएमए) माइक्रोगेल से युक्त एक निलंबन। पूर्व निलंबन तब घुल जाता है जब तापमान 37 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, निलंबित हाइड्रोगेल (फ्रेश) तकनीक12 के फ्रीफॉर्म प्रतिवर्ती एम्बेडिंग, जबकि बाद वाले को मुद्रण के बाद फोटोक्रॉसलिंक किया जा सकता है, प्रभावी रूप से माइक्रोगेल को एक साथ "सिलाई" किया जा सकता है और मुद्रित हड्डी-स्याही को जगह पर लॉक किया जा सकता है। वर्तमान अध्ययन मैट्रिक्स के रूप में गेलएमए का उपयोग करने पर केंद्रित है क्योंकि यह जटिल हड्डी मिमेटिक संरचनाओं के सीटू मुद्रण के साथ सेल विकास का समर्थन करने में सक्षम होने का अनूठा लाभ प्रदान करता है। अंततः, यह दृष्टिकोण बायोमिमिक्री के उच्च स्तर और रोग मॉडलिंग, दवा की खोज और पुनर्योजी इंजीनियरिंग के लिए व्यापक निहितार्थ के साथ जटिल ऊतक मॉडल की पीढ़ी को सक्षम बनाता है।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63943/63943fig01.jpg"> चित्र 1: वर्कफ़्लो का योजनाबद्ध। (A) हड्डी-स्याही को α-ट्राइकैल्शियम फॉस्फेट संश्लेषण से शुरू होता है और ग्लिसरॉल, पॉलीसोरबेट 80, और अमोनियम फॉस्फेट डिबासिक के साथ इसके बाद के संयोजन से शुरू होता है। (बी) गेलएमए माइक्रोगेल पानी-इन-ऑयल इमल्शन विधि द्वारा निर्मित होते हैं। प्राप्त माइक्रोगेल तब (सी) हाइड्रेटेड होते हैं और (डी) कोशिकाओं के साथ संयुक्त होते हैं। सेल-माइक्रोजेल कंपोजिट का उपयोग तब दानेदार स्नान के रूप में किया जाता है जिसमें हड्डी-स्याही जमा होती है। (ई) पूरे निर्माण को तब यूवी-क्रॉसलिंक किया जाता है और संस्कृति के लिए इनक्यूबेटर में स्थानांतरित किया जाता है। संक्षिप्तरूप: α-टीसीपी = α-ट्राइकैल्शियम फॉस्फेट; गेलएमए = जिलेटिन मेथैक्रिलेट। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63943/63943fig01large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D Printer Extruder</td>
			<td>Hyrel3D</td>
			<td>EMO-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL centrifuge tubes</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>BDAA352070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute Ethanol 100% Denatured</td>
			<td>Chem-Supply</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Chem-Supply</td>
			<td>154871</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alumina crucible</td>
			<td>Coors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium phosphate dibasic (NaHPO4)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A5764</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autodesk Fusion 360</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biosafety cabinet level 2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium carbonate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>239216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium hydrogen phosphate (CaHPO4)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C7263</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture flasks</td>
			<td>Corning</td>
			<td></td>
			<td>various volumes used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellulose Dialysis Tubes, 14 kDa cut-off</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D9777</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5430R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>3-16KL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dispensing Tip, 23 G</td>
			<td>Nordson</td>
			<td>7018302</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, low glucose, pyruvate</td>
			<td>Thermo FIsher</td>
			<td>11885084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS, no calcium, no magnesium</td>
			<td>Thermo FIsher</td>
			<td>14190144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elevator furnace</td>
			<td>Labec</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Engine HR Multihead Printer</td>
			<td>Hyrel3D</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Bovogen</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin type A, from porcine skin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G2500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>General Purpose Stainless Steel Tips</td>
			<td>Nordson EF</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G9012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human adipose derived stem cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>PCS-500-011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LSM 800 Confocal Microscope</td>
			<td>ZEISS</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer (Alpha 1-4 LDplus)</td>
			<td>Christ</td>
			<td>101541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic hot plate and stirrer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methacrylic anhydride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>276685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini 2 Desktop 3D Printer</td>
			<td>LulzBot</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm sealing film</td>
			<td>Parafilm</td>
			<td>PM996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Thermo FIsher</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planetary ball mill</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planetary ball mill jar</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyoxyethylenesorbitan monooleate Tween-80</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P6224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscope</td>
			<td>FEI Nova NanoSEM 450 FE-SEM</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Science Kimwipes Delicate Task Wipers</td>
			<td>Kimtech</td>
			<td>18813156</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel standard test sieve</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sunflower Oil</td>
			<td>Community Co</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA 0.25% phenol red</td>
			<td>Thermo FIsher</td>
			<td>25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZEN Microscope Software</td>
			<td>ZEISS</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Live/Dead viability/ cytotoxicity kit for mammalian cells </td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>L3224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, low glucose, no phenol red </td>
			
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>11054020</td>
<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ceramic omnidirectional bioprinting in cell-laden suspensions for the generation of bone analogs

संरचनात्मक रूप से, हड्डी ऊतक एक अकार्बनिक-कार्बनिक समग्र है जिसमें एक पदानुक्रमित, अत्यधिक खनिज मैट्रिक्स के भीतर एम्बेडेड चयापचय रूप से सक्रिय कोशिकाएं होती हैं। हड्डी के विषम वातावरण के कारण इस संगठन को दोहराना चुनौतीपूर्ण है। सेल-सस्पेंशन (COBICS) में सिरेमिक ओमनीडायरेक्शनल बायोप्रिंटिंग एक माइक्रोगेल-आधारित बायोप्रिंटिंग तकनीक है जो हड्डी के खनिज और सेलुलर संरचना को विशिष्ट रूप से दोहराती है। COBICS बलिदान समर्थन सामग्री या कठोर पोस्टप्रोसेसिंग चरणों (जैसे, विकिरण और उच्च तापमान सिंटरिंग) की आवश्यकता के बिना जटिल, जैविक रूप से प्रासंगिक संरचनाओं को प्रिंट करता है, जो हड्डी मिमेटिक संरचनाओं के योजक निर्माण में सबसे बड़ी चुनौतियों में से दो हैं। यह तकनीक जिलेटिन-आधारित माइक्रोजेल निलंबन के भीतर एक नए कैल्शियम फॉस्फेट-आधारित स्याही के फ्रीफॉर्म एक्सट्रूज़न के माध्यम से सक्षम है। निलंबन के उपज-तनाव गुण जमावट की अनुमति देते हैं और मुद्रित हड्डी संरचना का समर्थन करते हैं। यूवी क्रॉसलिंकिंग और नैनोप्रेसिटेशन फिर इसे जगह पर "लॉक" करें। सेल से भरे बायोमैटेरियल्स के भीतर नैनोस्ट्रक्चर्ड बोन-मिमेटिक सिरेमिक को प्रिंट करने की क्षमता मैक्रो- और माइक्रो-आर्किटेक्चर पर स्थानिक नियंत्रण प्रदान करती है और नैदानिक सेटिंग्स में जटिल हड्डी संरचनाओं के वास्तविक समय के निर्माण की सुविधा प्रदान करती है।

COBICS बलिदान समर्थन सामग्री या कठोर पोस्टप्रोसेसिंग चरणों (जैसे, विकिरण और उच्च तापमान सिंटरिंग) की आवश्यकता के बिना जटिल, जैविक रूप से प्रासंगिक संरचनाओं को प्रिंट करता है जो हड्डी के मिमेटिक निर्माण के...

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Ceramic Omnidirectional Bioprinting in Cell-Laden Suspensions for the Generation of Bone Analogs

यह प्रोटोकॉल जिलेटिन-आधारित दानेदार समर्थन में कैल्शियम फॉस्फेट स्याही जमा करके हड्डी जैसी संरचनाओं को बनाने के लिए एक 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का वर्णन करता है। मुद्रित हड्डी एनालॉग को फ्रीफॉर्म में जमा किया जाता है, जिसमें मल्टीफैसिक संरचनाओं के लिए जीवित सेल मैट्रिक्स के भीतर प्रिंट या क्रॉसलिंकिंग की प्रत्यक्ष कटाई के लिए लचीलापन होता है।

बोन एनालॉग्स की पीढ़ी के लिए सेल-लादेन सस्पेंशन में सिरेमिक ओमनीडायरेक्शनल बायोप्रिंटिंग

Structurally, bone tissue is an inorganic-organic composite containing metabolically active cells embedded within a hierarchical, highly mineralized ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

एक तीन आयामी पूर्ण मोटाई त्वचा की पीढ़ी के बराबर है और स्वचालित लोग घायल हो गए

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

Bioprinting Cellularized एक ऊतक विशेष हाइड्रोजेल Bioink का उपयोग करते हुए निर्माणों

Bioprinting has emerged as a versatile biofabrication approach for creating tissue engineered organ constructs. These constructs have potential use as ...

Gradient Strain Chip for Stimulating Cellular Behaviors in Cell-laden Hydrogel

सेल से लदी Hydrogel में उत्तेजक सेलुलर व्यवहार के लिए ग्रेडिएंट तनाव चिप

Artificial guidance for cellular alignment is a hot topic in the field of tissue engineering. Most of the previous research has investigated single ...

Automated Robotic Dispensing Technique for Surface Guidance and Bioprinting of Cells

भूतल गाइडेंस और प्रकोष्ठों के Bioprinting के लिए स्वचालित रोबोट वितरण तकनीक

This manuscript describes the introduction of cell guidance features followed by the direct delivery of cells to these features in a hydrogel bioink using ...

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

ऊतकों और Organoids इंजीनियरिंग के लिए Microfluidic Bioprinting Vascularized

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

उपास्थि और त्वचा ऊतक Bioink Precellularization के लिए एक उपंयास निष्क्रिय मिश्रण इकाई तकनीक के उपयोग के अनुरूप का मुद्रण

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Calvarial Model of Bone Augmentation in Rabbit for Assessment of Bone Growth and Neovascularization in Bone Substitution Materials

अस्थि प्रतिस्थापन सामग्री में अस्थि विकास और Neovascularization के आकलन के लिए खरगोश में अस्थि संवर्धन के Calvarial मॉडल

The basic principle of the rabbit calvarial model is to grow new bone tissue vertically on top of the cortical part of the skull. This model allows ...

Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs

3 डी सेल-लादेन अग्नाशय ऊतक निर्माण मुद्रण के लिए अग्नाशय ऊतक-व्युत्पन्न एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स बायोइंक

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary ...

Measuring 3D In-vivo Shoulder Kinematics using Biplanar Videoradiography

Biplanar Videoradiography का उपयोग कर 3 डी इन-विवो शोल्डर कीनेमेटिक्स को मापना

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, ...

3D Bioprinting of Murine Cortical Astrocytes for Engineering Neural-Like Tissue

इंजीनियरिंग न्यूरल-जैसे ऊतक के लिए मुरीन कॉर्टिकल एस्ट्रोसाइट्स की 3डी बायोप्रिंटिंग

Astrocytes are glial cells with an essential role in the central nervous system (CNS), including neuronal support and functionality. These cells also ...