微流控纺织3D纤维状组织

AM

具有复杂空间结构的中空微纤维及其所构建的仿生微血管

利用微尺度的纤维构建三维组织和器官的技术在组织工程和再生医学等领域备受关注。这是因为人体中有多种纤维状的三维组织和器官,如血管、肌肉组织、神经束和肝细胞索等。但这些纤维状的组织和器官在微尺度上,通常具有复杂的组分和空间结构。因此,研究活细胞负载的仿生多组分微纤维的制备,在人体组织和器官的体外重建方面有着重要的意义。传统的制备微纤维的方法有很多,如熔融纺丝、湿法纺丝、静电纺丝、界面络合作用纺丝等。通过这些方法制备的微纤维通常只具有单一的结构和化学成分。微流控技术是一种精确操控微尺度流体的技术,其能够可控地制备微尺度材料。利用聚二甲硅氧烷(PDMS)微流控通道相关的课题组已成功制备了具有空间结构的单一组分或者多组分的微纤维,解决了一些传统方法无法攻克的问题。然而,由于微流道结构的限制,目前的微流控纺织技术仍然无法制备类似于人体组织和器官的具有复杂空间结构和可控组分的微纤维组织。

最近,东南大学生物电子学国家重点实验顾忠泽教授、赵远锦教授及其研究团队在微流控纺织纤维研究方面取得重要进展。他们利用组装毛细管的方法构建了具有可扩展微流道结构的微流控装置,制备了一系列具有复杂空间结构和可控组分的海藻酸钙微纤维。在制备过程中,将多种细胞分散在多相海藻酸钠溶液中,他们还获得了类似于微血管等结构的纤维组织和器官。

该研究在三维空间上实现了多种细胞负载的具有复杂结构和可控组分的微纤维的制备,为在体外构建人造血管和其他细胞三维组织结构提供了新方法。相关工作得到了国家自然科学基金,教育部新世纪优秀人才以及东南大学生物电子学国家重点实验室的资助。

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