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Functional Tissue Fabrication on Surfaces with Complex Stiffness Gradient developed by 3D Printing

3D 打印开发的具有复杂刚度梯度表面的功能性组织制造

基本信息

批准号：
22KF0247
负责人：
境慎司
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0247/
关键词：
バイオプリンティング組織工学生体材料再生医療

项目摘要

本研究は、過酸化水素のインクジェットパターニングによって得られる不均一な剛性を持つハイドロゲルを作製することを目的とする。このシステムは、過酸化水素が西洋ワサビペルオキシダーゼ（HRP）を介した架橋において、架橋を誘導して剛性を高める一方で、酸化剤としてポリマーを分解し、ハイドロゲルの剛性を下げるという矛盾した役割を果たすことを利用したものである。2.0w/v%フェノール化ゼラチンとヒアルロン酸を含む溶液に、過酸化水素を含む16ppmの空気を15分間暴露した後、得られたハイドロゲルに10mM過酸化水素をパターニングして非一様な硬さのヒドロゲルを作製した。その結果、ハイドロゲル上にパターン化された過酸化水素によりハイドロゲルを構成する高分子が部分的に分解され、パターン化されていない領域（1.5 kPa）と比較して低い剛性（0.5 kPa）を示し、ハイドロゲルに剛-柔-剛領域を効果的に形成することができた。この技術を用いて生成された不均一な硬さのハイドロゲルは、骨軟骨（軟骨から骨）組織、筋肉と腱、腱と骨の接合部、胚発生時の神経管に見られるような、一般的に使用される均一な硬さのバルクハイドロゲルでは得られない、本来の組織の状態を模倣することができた。このシステムを、ヒト間葉系幹細胞（UE7T-13）、マウス線維芽細胞（10T1/2）、マウス骨格筋芽細胞（C2C12）を用いた細胞-基板相互作用の評価に適用したところ、細胞の生存に影響を与えず（生存率95％以上）、細胞への毒性を持つアクリルアミド系材料を用いて不均一な硬さのハイドロゲルを作製する既報の手法に代わるものであることを明らかにすることができた。

This study aims at controlling the uneven rigidity of water molecules in the presence of acid. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone who's been in a relationship with someone else. 2.0 w/v% peracid solution, peracid solution As a result, the decomposition of the polymer component, the degradation of the polymer component and the formation of the rigid-flexible-rigid region (1.5 kPa) were observed. This technique is used to produce heterogeneous hard tissue, osteochondral (cartilage or bone) tissue, tendon, tendon and bone junction, embryonic nervous tube, general use, homogeneous hard tissue, and imitation of the original tissue state. Evaluation of cell-substrate interaction in cell culture and cell survival (Survival rate more than 95%), cell toxicity, cell toxicity.