Artikel
Evaluation unterschiedlicher Hydrogele für das Bioprinting von Endothelzellen zur Vaskularisation artifizieller Implantate
Suche in Medline nach
Autoren
Veröffentlicht: | 20. September 2018 |
---|
Gliederung
Text
Fragestellung: In Tissue Engineering Anwendungen kann durch die Implantation von Endothelzellen (ECs) ein funktionelles Blutgefäßsystem etabliert werden. Neuartige 3D-Zelldrucktechnologien könnten das Potenzial besitzen diesen Prozess zu verbessern, da hierbei die Möglichkeit eröffnet wird ein geordnetes präformiertes Gefäßnetz zu drucken. In dieser Studie wurden unterschiedliche Hydrogele getestet mit dem Ziel ein geeignetes Hydrogel für das Inkjet-basierte Bioprinting von ECs zu identifizieren.
Methoden: Matrigel, Fibrin, Kollagen, Gelatine, Agarose, Pluronic F-127, Alginat und Alginat/Gelatine wurden in jeweils unterschiedlichen Konzentrationen getestet in Bezug auf I.) die Unterstützung vaskulogenese-relevanter EC-Zellparameter (Vitalität, Proliferation, Sprouting), II.) ihre rheologischen Eigenschaften, III.) ihre Stabilität in wässriger Lösung und IV.) ihre Verdruckbarkeit.
Ergebnisse: Pluronic F-127 und Alginat/Gelatine waren instabil in Zellkulturmedium. Agarose, Pluronic F-127, Alginat und Alginat/Gelatine waren ungeeignet für das Bioprinting, da ECs auf diesen Gelen nicht adhärieren bzw. nicht proliferieren konnten. Gelatine war in der Lage die Proliferation zu unterstützen, aber ECs konnten hierin keine kapillar-ähnliche Strukturen ausbilden. In unseren Experimenten zeigten Fibrin und Kollagen die besten Eigenschaften in Bezug auf das Bioprinting von ECs, da diese Hydrogele in wässriger Lösung stabil waren, positive Effekte zeigten auf die oben genannten vaskulogenese-relevanten Zellparameter und sehr gute Verdruckbarkeit aufzeigten. ECs in Form von EC-Sphäroiden konnten mittels Inkjet-Printing in Fibrin und Kollagen gedruckt werden und waren in der Lage nach dem Drucken kapillar-ähnliche endotheliale Strukturen auszubilden.
Schlussfolgerung: Kollagen bzw. Fibrin repräsentieren exzellente Hydrogele für das Inkjet-basierte Bioprinting von ECs.