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3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart

制備了一種為工程生物組織構建復雜膠原支架的 3D 打印技術。膠原蛋白凝膠是通過調節 pH 值來控制的，并且可以在打印時提供高達10微米的分辨率。細胞可以嵌入膠原蛋白中，也可以通過嵌入明膠球將孔引入支架中。膠原蛋白是人體細胞外基質的主要成分。制造能夠復制組織和器官的結構和功能的膠原支架已被證明具有挑戰性。我們提出了一種 3D 生物打印膠原蛋白的方法，使用懸浮水凝膠 (FRESH) 的自由形式可逆嵌入來設計從毛細血管到整個器官的各種尺度的人類心臟組件。pH 驅動凝膠化的控制提供了20微米的細絲分辨率、一種能夠快速細胞浸潤和微血管化的多孔微結構，以及用于制造和灌注多尺度脈管系統和三葉瓣的機械強度。我們發現 FRESH 3D 生物打印心臟準確地再現了由顯微計算機斷層掃描確定的患者特異性解剖結構。印有人類心肌細胞的心室顯示同步收縮、定向動作電位傳播和收縮峰值期間壁增厚高達 14%。