Microfabricated Biomaterials for Engineering 3D Tissues

Abstract

Mimicking natural tissue structure is crucial for engineered tissues with intended applications ranging from regenerative medicine to biorobotics. Native tissues are highly organized at the microscale, thus making these natural characteristics an integral part of creating effective biomimetic tissue structures. There exists a growing appreciation that the incorporation of similar highly organized microscale structures in tissue engineering may yield a remedy for problems ranging from vascularization to cell function control/determination. In this review, we highlight the recent progress in the field of microscale tissue engineering and discuss the use of various biomaterials for generating engineered tissue structures with microscale features. In particular, we will discuss the use of microscale approaches to engineer the architecture of scaffolds, generate artificial vasculature, and control cellular orientation and differentiation. In addition, the emergence of microfabricated tissue units and the modular assembly to emulate hierarchical tissues will be discussed.

Digital biomanufacturing supporting vascularization in 3D bioprinting

“…Bioprinting of vascularized tissues has demanded a harmonization of diverse technologies, equipment and materials [38] . Multi-matrix material bioinks are being developed meeting each structural, biologic and regulatory requirement [39] .…”

“…Table 1. Lists of common bioink and 3DBP culture media component ingredients [7,19,20] Structural matrix elements Cell culture elements …”

Создание Тканеинженерного Эквивалента Костной Ткани И Перспективы Его Использования В Травматологии И Ортопедии

“…Принято решение формировать ТЭКТ как многомерную конфигура-цию БСПКМ, одновременно несущих несколько вариантов поверхностей, с добавлением различных действую-щих агентов и субстратов, что в конеч-ном итоге позволяет не только под-робно воспроизвести трехмерную структуру костной ткани, но и сразу же придать конечному изделию ряд необходимых свойств [8,9,11,23]. С учетом имеющихся на сегодняшний день сведений о строении кости сфор-мировали два типа топологии микро-и нанорельефа поверхностей БСПКМ.…”

“…20 а б основной упор делается на разра-ботку матриц из биорезорбируемых материалов, обладающих биологи-ческой активностью [7-9, 12, 13, 20]. С этой целью внутрь матрицы могут быть введены биологически активные вещества: протеины, способствующие адгезии и росту клеток, лекарствен-ные препараты, а также клеточные культуры [12,23]. Новым направлени-ем модификации поверхности кле-точных матриц является обработка физическими факторами или хими-ческими реагентами с целью улуч-шения механических и биомедицин-ских свойств, что позволяет добиться повышения адгезионных свойств по-верхности по отношению к культи-вируемым клеточным популяциям, улучшения газодинамических свойств изделий и повышения их проницаемо-сти для субстратов и продуктов обме-на клеток [7,8,21].…”

“…Известно большое количество статей, в которых исследуются возможности формиро-вания матриц с помощью методов литографии. Эти методы позволяют формировать строго воспроизводи-мые запланированные массивы функ-ционально связанных макро-и нано-объектов [14,23]. Мы приверженцы данного направления, которое приме-нимо к любым конструкциям, любым полимерам и позволяет формиро-вать разнообразные высокоточные матрицы.…”