Generation of 3D Bioprinted Gradient, Chiral, and Stimuli-Responsive Nanocomposite Hydrogelsas Multifunctional Biomaterials for Cell-Biomaterial Interaction Studies
生成 3D 生物打印梯度、手性和刺激响应纳米复合水凝胶作为细胞-生物材料相互作用研究的多功能生物材料
基本信息
- 批准号:268394705
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2015
- 资助国家:德国
- 起止时间:2014-12-31 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Tissue engineering aims to generate biomaterials that can mimic native tissues’ 3D anatomical geometries and functions. In this respect, much attention has been given to 3D bioprinting, in which cells in a biomaterial matrix are printed in defined 3D architectures. However, 3D bioprinting is at an early stage, and the materials printed up to date have limited properties. Therefore, advanced materials are needed to realize the 3D biofabrication of multifunctional 3D tissue constructs that provide the complex nature of native tissue properties in a single material. This requirement is essential for the material to ensure the close simulation of native tissue for realistic studies of cell-material interactions. To go beyond the current state of the art in 3D bioprinting and cell-material interaction studies, here we propose a challenging and multidisciplinary project that capitalizes on our expertise in nanocomposite (NC) hydrogels. We aim to generate the first example of a 3D bioprinted multifunctional NC hydrogel. This advanced material will be fabricated with - in a single, novel, multifunctional biomaterial - the following characteristics of native tissue: a) chemical and physical gradients, b) a mechanically strong hydrogel network, c) a defined 3D architecture, d) connection of different gradients, e) chirality, and f) a stimuli-responsive capability. In our approach, we will synthesize bifunctional chiral stimuli-responsive nanomaterials, for the construction of the respective NC hydrogels, which will be used with different cells for the preparation of “chiral nanocomposite bio-inks”. Then with our bio-inks in our hands we will generate 3D bioprinted gradient, chiral and stimuli responsive biomaterials with multiple functionalities. With these advanced constructs, we will simultaneously study the impact of all implemented material properties on cell behavior. Thus, this project will open new horizons in the field of 3D bioprinting and will have a strong impact on cell-material interaction research in tissue engineering.
组织工程的目的是生成能够模拟天然组织的3D解剖几何形状和功能的生物材料。在这方面,人们对3D生物打印给予了很大的关注,其中生物材料基质中的细胞被打印在定义的3D架构中。然而,3D生物打印还处于早期阶段,目前打印的材料性能有限。因此,需要先进的材料来实现多功能3D组织构建体的3D生物制造,所述多功能3D组织构建体在单一材料中提供天然组织性质的复杂性质。这一要求对于材料至关重要,以确保对天然组织的密切模拟,以用于细胞-材料相互作用的现实研究。为了超越3D生物打印和细胞-材料相互作用研究的现有技术,我们提出了一个具有挑战性的多学科项目,该项目利用了我们在纳米复合材料(NC)水凝胶方面的专业知识。我们的目标是产生3D生物打印的多功能NC水凝胶的第一个例子。这种先进的材料将在单一的、新型的、多功能的生物材料中制造,具有天然组织的以下特征:a)化学和物理梯度,B)机械强度高的水凝胶网络,c)定义的3D结构,d)不同梯度的连接,e)手性,和f)刺激响应能力。在我们的方法中,我们将合成双功能手性刺激响应纳米材料,用于构建相应的NC水凝胶,其将与不同的细胞一起用于制备“手性纳米复合材料生物墨水”。然后,通过我们手中的生物墨水,我们将生成具有多种功能的3D生物打印梯度,手性和刺激响应生物材料。有了这些先进的结构,我们将同时研究所有实现的材料属性对细胞行为的影响。因此,该项目将在3D生物打印领域开辟新的视野,并将对组织工程中的细胞-材料相互作用研究产生重大影响。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
3D bioprinting of triphasic nanocomposite hydrogels and scaffolds for cell adhesion and migration
- DOI:10.1088/1758-5090/ab15ca
- 发表时间:2019-07-01
- 期刊:
- 影响因子:9
- 作者:Motealleh, Andisheh;Dorri, Pooya;Kehr, Nermin S.
- 通讯作者:Kehr, Nermin S.
Step‐Gradient Composite Hydrogels for Local Drug Delivery and Directed Cell Migration
用于局部药物输送和定向细胞迁移的Stepâ梯度复合水凝胶
- DOI:10.1002/anbr.202000114
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:A. Motealleh;N. S. Kehr
- 通讯作者:N. S. Kehr
3D printed step‐gradient composite hydrogels for directed migration and osteogenic differentiation of human bone marrow‐derived mesenchymal stem cells
3D打印阶梯梯度复合水凝胶用于人骨髓间充质干细胞的定向迁移和成骨分化
- DOI:10.1002/nano.202100113
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:A. Motealleh;A. Schulten;N. S. Kehr
- 通讯作者:N. S. Kehr
Injectable polymer/nanomaterial composites for the fabrication of three-dimensional biomaterial scaffolds
- DOI:10.1088/1748-605x/ab82ea
- 发表时间:2020-07-01
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Motealleh, Andisheh;Dorri, Pooya;Kehr, Nermin S.
- 通讯作者:Kehr, Nermin S.
Stimuli-responsive local drug molecule delivery to adhered cells in a 3D nanocomposite scaffold
- DOI:10.1039/c9tb00591a
- 发表时间:2019-06-21
- 期刊:
- 影响因子:7
- 作者:Motealleh, Andisheh;De Marco, Rossella;Kehr, Nermin Seda
- 通讯作者:Kehr, Nermin Seda
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