生物3D打印心臟貼片的進(jìn)展與挑戰(zhàn)綜述

來(lái)源： EngineeringForLife

心肌梗死（MI）會(huì)導(dǎo)致不可逆的心肌壞死，全球有2.5億人受到影響，已成為當(dāng)今時(shí)代最重要的流行病之一。在過(guò)去幾年中，生物打印已經(jīng)超越了單純將細(xì)胞融入生物材料的概念，而是戰(zhàn)略性地定義了細(xì)胞被打印的微環(huán)境（例如，結(jié)構(gòu)、生物分子信號(hào)傳導(dǎo)、機(jī)械刺激等）。在各種生物打印應(yīng)用中，心肌修復(fù)是朝著管理組織修復(fù)微環(huán)境取得最顯著進(jìn)展的領(lǐng)域之一。

有鑒于此，來(lái)自濱州醫(yī)學(xué)院的Paul Santerre等團(tuán)隊(duì)對(duì)心臟補(bǔ)丁生物打印中的最新生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新進(jìn)行了批判性評(píng)估，特別考慮了生物材料設(shè)計(jì)參數(shù)、生長(zhǎng)因子/細(xì)胞因子、生物力學(xué)和生物電調(diào)節(jié)，以及心肌組織的創(chuàng)新生物材料基“4D”生物打印（3D支架結(jié)構(gòu)+時(shí)間形態(tài)變化）、免疫調(diào)節(jié)和持續(xù)釋放系統(tǒng)。

本文要點(diǎn)：

（1）關(guān)鍵挑戰(zhàn)包括生成大量心臟細(xì)胞的能力、實(shí)現(xiàn)高密度毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)、建立與天然心臟細(xì)胞外基質(zhì)相當(dāng)?shù)纳�物材料設(shè)計(jì)，以及管理復(fù)雜的系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合心臟組織微環(huán)境提示并建立既高速又精確的生物打印技術(shù)。這必須在考慮質(zhì)量保證以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)性和臨床轉(zhuǎn)化的同時(shí)完成。

（2）本文還詳細(xì)討論了生物打印后心臟補(bǔ)丁評(píng)估、存儲(chǔ)、交付和植入相關(guān)的當(dāng)前臨床轉(zhuǎn)化障礙和監(jiān)管問(wèn)題�？傮w而言，本文提供了有關(guān)生物墨水（生物材料、細(xì)胞來(lái)源）、制造和后制造過(guò)程設(shè)計(jì)的洞見(jiàn)，這些過(guò)程與心臟補(bǔ)丁的生物打印相關(guān)，并強(qiáng)調(diào)了如何影響其臨床可行性和重要監(jiān)管問(wèn)題。

（3）本文強(qiáng)調(diào)，心臟補(bǔ)丁生物打印需要成像和3D建模技術(shù)人員、生物材料科學(xué)家、增材制造專(zhuān)家和醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員的廣泛合作。

（4）此外，這項(xiàng)工作還可以指導(dǎo)未來(lái)的心臟補(bǔ)丁生物打印領(lǐng)域，通過(guò)揭示機(jī)器人和自動(dòng)化的潛在用途來(lái)提高生產(chǎn)力、降低財(cái)務(wù)成本，并使生物打印心臟補(bǔ)丁標(biāo)準(zhǔn)化和真正商業(yè)化。

文章來(lái)源：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.056