主要观点总结
文章介绍了Christopher S. Chen和Subramanian Sundaram团队提出的基于液态镓的牺牲性毛细管泵(ESCAPE)技术,该技术能够在天然软性水凝胶中制造多尺度结构,为构建复杂多尺度生物结构提供了全新路径。文章详细描述了ESCAPE技术的原理、应用及优势,展示了其在组织工程和再生医学中的潜力。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景与现状
组织工程和再生医学的发展对复杂三维生物结构的构建提出了更高要求,但现有制造技术在实现多尺度结构时面临诸多限制。
关键观点2: ESCAPE技术的原理
液态镓作为牺牲模板,在天然细胞外基质(ECMs)中实现多尺度生物结构的制造。镓以其接近细胞培养温度的熔点、可调节的表面氧化层和高表面张力,成为理想的模塑材料。
关键观点3: ESCAPE技术的应用与优势
研究构建了血管状结构并成功培养人内皮细胞,实现了高保真生物形态。该技术适用于多种水凝胶,且未检测到镓残留导致的细胞毒性。此外,研究还展示了其在构建复杂分支血管树、上皮管道、多细胞正交网络以及具有近端血管的细胞致密结构等方面的应用。
关键观点4: 研究展望
该研究为未来镓ESCAPE模拟提供了新的设计指标,该技术能够实现微尺度几何控制并构建分层结构,为生成多种具有内建多尺度血管系统的器官模型和组织架构提供了新的机遇。
文章预览
为水凝胶做“镓”衣 牺牲 “镓”模版法,在水凝胶中构筑组织结构 近年来,组织工程和再生医学的发展对复杂三维生物结构的构建提出了更高要求。天然组织的多尺度特性,从微米级的细胞尺度到厘米级的器官尺度,对生物功能的调控至关重要。 然而,现有的制造技术在实现多尺度结构时仍面临诸多限制。生物打印技术(如喷嘴式打印和立体光刻)可以生成大规模结构,但难以制造小于喷嘴或体素的精细特征;光刻技术则因热量积累和时间成本,受限于小体积制造。此外,许多新兴打印技术(如双光子光刻)虽能打印复杂形状,但难以适用于天然细胞外基质(ECM),并且存在材料限制、低效率和小构建体积等问题。 模塑技术因其能够从复杂模具复制三维形状的能力,成为突破多尺度结构制造瓶颈的潜在解决方案。然而,现有牺牲模板模塑方法
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