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  [일반] [3D 프린팅] 엔지니어들은 3D 바이오프린팅된 혈관을 성장시킨다. 새로운 나노공학 바이오잉크를 통해 과학자들은 해부학적으로 정확한 다세포 혈관을 3D로 프린팅 할 수 있다. 현재의 바이오잉크는 인쇄성이 부족하고 고밀도의 살아있는 세포를 복잡한 3D 아키텍처에 증착할  게시글을 twitter로 보내기 게시글을 facebook으로 보내기 게시글을 카카오스토리로 보내기
write date : 2021-08-20 22:44:47   
[3D 프린팅] 엔지니어들은 3D 바이오프린팅된 혈관을 성장시킨다. 새로운 나노공학 바이오잉크를 통해 과학자들은 해부학적으로 정확한 다세포 혈관을 3D로 프린팅 할 수 있다. 현재의 바이오잉크는 인쇄성이 부족하고 고밀도의 살아있는 세포를 복잡한 3D 아키텍처에 증착할 수 없어 효율성이 떨어진다. 이러한 단점을 극복하기 위해 해부학적으로 정확한 3D 다세포 혈관을 인쇄하기 위해 새로운 나노공학 바이오잉크를 개발했다.

연구원들은 건강과 질병의 상태를 모방한 혈관의 3D 바이오프린팅 모델을 설계하여 더 나은 정확도로 가능한 심혈관 약물 발전을 위한 길을 닦았다.  

동맥류, 말초 동맥 질환, 혈관 내 혈전과 같은 혈관 질환은 전 세계 사망의 31%를 차지한다. 이러한 임상적 부담에도 불구하고 심혈관 약물의 발전은 지난 20년 동안 둔화되었다. 심혈관 치료제 개발의 감소는 가능한 치료법을 승인된 방법으로 전환하는 효율성의 부족, 특히 체내와 신체 외부에서 수행되는 연구 간의 불일치에 기인한다.

 

 팀의 연구는 3D 바이오프린팅을 혈관 의학으로 향하게 하여 이러한 격차를 최소화하고 이러한 기술의 번역 가능성을 개선하기 위해 현재 방법론을 리모델링하는 것을 목표로 한다. 이 학제간 및 협업 프로젝트는 최근 Advanced Healthcare Materials 저널에 게재되었다.

 

3D의 바이오프린팅은 내장된 세포를 사용하여 레이어별로 독특한 조직 모양의 구조물을 생성할 수 있는 고급 제조 기술로, 배열이 혈관 구조의 고유한 다세포 구성을 미러링할 가능성이 더 높다. 이러한 구조를 설계하기 위해 다양한 하이드로겔 바이오잉크가 도입되었다. 그러나 기본 조직의 혈관 구성을 모방할 수 있는 사용 가능한 바이오잉크에는 제한이 있다. 현재의 바이오잉크는 인쇄성이 부족하고 고밀도의 살아있는 세포를 복잡한 3D 아키텍처에 증착할 수 없어 효율성이 떨어진다.

 

이러한 단점을 극복하기 위해 Texas A&M의 Akhilesh Gaharwar 박사와 Abhishek Jain 교수는 해부학적으로 정확한 3D 다세포 혈관을 인쇄하기 위해 새로운 나노공학 바이오잉크를 개발했다. 그들의 접근 방식은 현재 사용 가능한 바이오 잉크로는 불가능한 매크로 구조 및 조직 수준 미세 구조 모두에 대해 향상된 실시간 해상도를 제공한다.

 

 "이 나노공학 바이오잉크의 현저하게 독특한 특징은 세포 밀도에 관계없이 높은 인쇄 가능성과 바이오프린팅 과정에서 높은 전단력으로부터 캡슐화된 세포를 보호하는 능력을 보여준다"라고 Gaharwar가 말했다. "놀랍게도 3D 바이오프린팅된 세포는 건강한 표현형을 유지하고 제작 후 거의 한 달 동안 생존할 수 있다."

 

 이러한 고유한 특성을 활용하여 나노공학 바이오잉크는 내피 세포와 혈관 평활근 세포의 살아있는 공동 배양으로 구성된 3D 원통형 혈관으로 인쇄되어 연구자에게 혈관 기능 및 질병 영향을 모델링할 수 있는 기회를 제공한다.

 

 이 3D 바이오프린팅 혈관은 혈관 질환의 병태생리를 이해하고 전임상 시험에서 치료제, 독소 또는 기타 화학 물질을 평가할 수 있는 잠재적인 도구를 제공한다.

 

이미지 출처: Akhilesh Gaharwar 박사/Texas A&M Engineering

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