Plattform entwirft Gefäßbäume im Organmaßstab für 3D-Biodruck

Zachary Sexton und Kollegen haben eine Designplattform entwickelt, mit der sich schnell Gefäßbäume generieren lassen, die anschließend biogedruckt und zur erfolgreichen Durchblutung lebender Gewebekonstrukte eingesetzt werden können. Die Plattform verbessert Design und Produktion komplexer Gefäßnetzwerke, die zukünftig für die Herstellung menschlicher Gewebe und Organe benötigt werden. Wie die Forscher anmerken, hat sich die Herstellung von Geweben mit mehreren Zelltypen in letzter Zeit verbessert. Doch so wie eine Stadt ein komplettes Netz an Hauptverkehrsstraßen, Nebenstraßen und Gassen benötigt, um den Verkehr bis in die entlegensten Winkel zu leiten, benötigen auch komplexe geometrische Gewebe und Organe ein Gefäßnetzwerk, das das Gewebe erreicht und ausreichend durchblutet – eine Designleistung, die für Forscher nach wie vor eine Herausforderung darstellt. Sexton  et al.  nutzten algorithmische Fortschritte, um ein synthetisches Toolkit zu entwickeln, das organübergreifende Baumnetzwerke innerhalb von Minuten generieren kann (eine 230-fache Beschleunigung gegenüber aktuellen Plattformgeschwindigkeiten) und Strömungsmuster und Drücke simulieren kann. Die Forscher erstellten rechnergestützte Gefäßnetzwerke für mehr als 200 konstruierte und anatomische Modelle. In einem Bioreaktor testeten die Forscher außerdem die Perfusion von 3D-biogedruckten Netzwerken, was die Zelllebensfähigkeit der gedruckten Gewebekonstrukte verbesserte.

DOI

10.1126/science.adj6152