Guillaume Rolland Remark construire des structures complexes pour loger des cellules en utilisant un matériau aussi mou que de la gelée ? Les scientifiques de l’Université Rice ont la réponse, et cela représente un bond en avant potentiel pour la médecine régénérative et la recherche médicale en général.
Les chercheurs du laboratoire de Jeffrey Hartgerink de Rice ont découvert comment imprimer en 3D les buildings bien définies à l’aide d’une encre peptidique automobile-assemblée. “À terme, l’objectif est d’imprimer des constructions avec des cellules et de faire pousser des tissus matures dans une boîte de Pétri. Ces tissus peuvent ensuite être transplantés pour traiter des blessures ou utilisés pour en savoir furthermore sur le fonctionnement d’une maladie et pour tester des candidats-médicaments”, a déclaré Adam Farsheed, un étudiant diplômé en bio-ingénierie du riz et auteur principal de l’étude, parue dans Advanced Elements.
“Il y a 20 acides aminés naturels qui composent les protéines du corps humain”, a déclaré Farsheed. “Les acides aminés peuvent être liés ensemble en chaînes additionally grandes, comme des blocs Lego. Lorsque les chaînes d’acides aminés sont furthermore longues que 50 acides aminés. mais lorsque ces chaînes sont plus courtes que 50 acides aminés. Dans ce travail, nous avons utilisé des peptides comme matériau de foundation dans nos encres d’impression 3D.”
Développés par Hartgerink et ses collaborateurs, ces “peptides multidomaines” sont conçus pour être hydrophobes d’un côté et hydrophiles de l’autre. Lorsqu’elle est placée dans l’eau, “l’une des molécules se retourne sur une autre. a déclaré Farsheed.
Ces sandwichs s’empilent les uns sur les autres et forment de longues fibres, qui forment ensuite un hydrogel. la robotique douce et le traitement des eaux usées.
Les peptides multidomaines ont été utilisés pour la régénération nerveuse, le traitement du cancer et la cicatrisation des plaies, et il a été démontré qu’ils favorisent des niveaux élevés d’infiltration cellulaire et de développement tissulaire lorsqu’ils sont implantés dans des organismes vivants.
“Nous savons que les peptides multidomaines peuvent être implantés en toute sécurité dans le corps”, a déclaré Farsheed. “Mais ce que je cherchais à faire dans ce projet, c’était d’aller dans une direction différente et de montrer que ces peptides sont une excellente encre d’impression 3D.
“Cela pourrait être contre-intuitif puisque notre matériau est si doux, mais j’ai reconnu que nos peptides multidomaines sont un candidat d’encre idéal en raison de la façon dont ils s’auto-assemblent”, a-t-il poursuivi. de la même manière que le dentifrice forme une belle fibre lorsqu’il est poussé hors d’un tube.”
j’ai testé pour voir ce qui se passerait si j’ajoutais simplement additionally de matériau”, a-t-il déclaré. “J’ai augmenté la focus d’environ quatre fois et cela a extrêmement bien fonctionné.
“Il n’y a eu qu’une poignée de tentatives d’impression 3D à l’aide d’autres peptides à automobile-assemblage, et ce travail est great, mais c’est la première fois qu’un système de peptides à car-assemblage est utilisé pour imprimer en 3D avec succès un tel complexe. structures », a poursuivi Farsheed.
Les structures ont été imprimées avec des peptides multidomaines chargés positivement ou négativement, et les cellules musculaires immatures placées sur les buildings se sont comportées différemment selon la demand. Les cellules sont restées en boule sur le substrat avec une charge négative, tandis que sur le matériau chargé positivement, les cellules se sont étalées et ont commencé à mûrir.
“Cela montre que nous pouvons contrôler le comportement des cellules en utilisant à la fois la complexité structurelle et chimique”, a déclaré Farsheed.
Hartgerink est professeur de chimie et de bio-ingénierie et titulaire d’une chaire associée pour les études de premier cycle. Farsheed est un étudiant diplômé en bio-ingénierie et auteur principal de l’étude. Les co-auteurs supplémentaires de l’étude sont l’étudiant de premier cycle Adam Thomas et l’étudiant diplômé Brett Pogostin.
Les Countrywide Institutes of Wellness (R01 DE021798) et le programme de bourses de recherche pour les diplômés de la National Science Foundation ont soutenu la recherche.
