近日,马克斯·普朗克研究所Peer Fischer、Kai Melde等人综述了超声辅助组织工程的研究进展。
将细胞、生物材料和生物活性因子与生物物理信号相结合,以设计细胞和组织结构,除了药物发现和测试外,还可以解决各种应用,如再生和个性化医学。然而,与整合多种细胞类型和功能的大型复杂组织的组装相关的挑战需要将3D打印等已建立的技术与细胞组装和细胞刺激方法相结合。超声是推进组织工程的一种潜在工具,具有细胞相容性和深层组织穿透的优势。
在这篇综述中,研究人员讨论了超声与超声敏感添加剂相结合在生物构建块的远程操作和组装以及细胞过程的直接和间接触发中的应用。此外,作者还研究了超声在组织成熟以及影响微环境和细胞编程中的作用。最后,作者概述了超声在组织工程中广泛应用所面临的技术挑战和考虑因素。
综述要点:
1. 超声是一种多功能、生物相容的远程施力和传递能量的方法,在组织工程中具有多种潜在应用。
2. 细胞的平行和快速组装可以通过在独立设置中使用超声技术或与生物打印相结合来实现,以产生具有高局部细胞密度的多层结构。
3. 超声可以时空改变支架材料的生物化学和生物力学特性,从而影响工程细胞和组织的命运。
4. 超声波可以与细胞和分子过程耦合,操纵细胞行为和组织形态发生。
5. 超声方法将受益于标准化的协议和仪器,从而在组织工程界得到广泛采用。
参考文献:
Melde, K., Athanassiadis, A.G., Missirlis, D. et al. Ultrasound-assisted tissue engineering. Nat Rev Bioeng (2024).
https://doi.org/10.1038/s44222-024-00166-5