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1、文摘生物制造的生活与所需的拓扑结构和功能要求跨学科工作的从业人员身体、生命科学和工程。这样的努力在许多世界各地的实验室正在进行。大量的方法追求,如那些基于使用天然或人工支架,脱细胞尸体的细胞外基质,最最近,生物打印。要想成功努力,提供体外微环境是至关重要的线索细胞类似的有机体。因此,支架,填充分化细胞或干细胞,增加的复杂性和复杂性被伪造。然而,无论如何复杂的支架,他们可能会导致一些问题源于退化,引起先天免疫原性反应和其他不可预见的并发症。它也被发现最终最好的方法可能是依赖于自组装和自组织细胞和组织的性质和先天生
2、物本身的再生能力,不是只是准备组织和器官结构体外其次是植入。在这里我们简要回顾制造三维生物的不同策略结构,特别是生物打印。我们的细节完全生物,scaffoldless,印刷工程方法,利用自组装bio-ink粒子和多细胞单位采用早期发育形态形成的原则,如细胞分类和组织聚变。(本文中一些数字的颜色只有电子版本)1。介绍自组装是组件的自治组织,从一个初始状态到最终模式或结构没有外部干预[1-4]。生物,特定的发育中的胚胎,是典型的自组织系统。组织发生和器官形成自组装过程的例子,通过细胞-6任何信件都应该解决的作者。细
3、胞和cell-extracellular矩阵(ECM)交互,发展生物及其部分逐渐获得决赛形状。最终,工程和制造的成功功能结构取决于理解生活细胞自组装原理,我们采用的能力他们。这一事实正在逐渐认识到在组织工程的社区,因为除了少数成功[5-7]领域日益尚未提出可行的解决方案对新颖的再生技术的需求。生物制造方法(包括但不限于组织工程领域)旨在重建受损组织和器官的功能需要专注于动员发展形态形成的过程简言之,加上要求成人生物学身体的先天再生能力(8-10)。我们需要要理解为什么蝾螈再生等问题肢体,但我们不能[11],或肝
4、脏的原因只有内部人体器官再生的能力[12]。这很重要,因为尽管总是有希望吗体外组织工程的努力最终将导致期待已久的突破,也有可能细胞和建立多层次的和进化的本质因此,未来的生物将继续失败这个希望。综述我们在制造概述最近的进展固定的形状和功能的生活结构实现发展原则和流程描述一种基于快速成型技术bio-printing自组装的多细胞的构建块。2。组织工程原理组织工程已经成为一个跨学科的领域应用工程和生命科学的原则对组织的发展替代品(13、14)。的组织工程的基本目标是重新生成替换有缺陷的,组织和器官病变或失踪。的例子工
5、程目前正在临床前的移植研究包括工程皮肤、软骨、骨、血液船舶、骨骼肌、膀胱、气管和心肌(9,15-19)。三个“古典”组织工程的方法包括[20](我)使用一个有益的环境(如。生物活性材料)招募并指导宿主细胞再生修复细胞组织,(ii)交付和/或生物活性的因素受损区域和(iii)培养的细胞在生物材料脚手架在文化系统(生物反应器)条件下设计工程师植入的功能性组织。在所有病例((i)和(ii)体内,(iii)体外),工程直接的cells-added环境设计外生来源或从主机动员再生一个特定的组织结构和功能(9,研讨会)。当
6、一个体外组织工程、细胞(实际组织工程师)被放置到一个生物材料支架(提供结构和物流组织形成的模板)和培养一个生物反应器(提供微环境控制和必要的分子和物理的监管信号)。一次实现所需的发展阶段(在大多数情况下衡量关键功能属性),组织结构是植入宿主,进一步成熟和一体化的预期。此时,组织工程打开几个令人兴奋可能性:(i)创建功能移植适合植入和修复失败的组织,(2)研究干细胞细胞行为和发育过程中可控的工程的三维(3d)模型组织和(iii)利用工程组织模型研究生理和疾病[27]。图1所示。仿生范例。体内,组织的发展开发和重构
7、取决于时间和之间的交互空间梯度的多个因素并不完全清楚。的“仿生”组织工程旨在利用这些方法同样的因素通过生物材料支架(提供的设计细胞的结构、机械和物流模板附件组织的形成)和生物反应器(提供环境控制,交换的营养和代谢产物,以及分子和物理的监管信号)。这种方式,生物的需求激发组织工程的系统的设计,而组织工程提供可控的高保真模型再生生物学研究。(复制与许可[2]爱思唯尔)。在下面,我们简要地回顾一些基本面古典组织工程和现在selfassembly——的例子为基础的方法。2.1。组织工程仿生方法在生物体中,组织发展策划通
8、过众多监管因素,动态交互多个水平,在时间和空间上。最近的发展组织工程领域的目的是设计一个新的代的体内组织工程的系统与一个喜欢但完全可控的细胞环境。这种“仿生”环境下,由于生物学和工程学的相互作用在不同层次(23、26),应该适合直接的细胞区分在正确的时间,正确的地点而成正确的表型,最终组装功能组织通过使用源自生物的设计要求(图1)。因此,这些环境必须能够为细胞提供监管factors-m
