Био три: ЕВРОЛОС БИО 3 цена со скидкой 91 105₽ в СПб, ЛО

Содержание

Септик Евролос БИО 3 объемом 1730 л

Принцип работы Евролос БИО 3

Сточная вода поступает в Евролос БИО 3 по трубопроводу через входное отверстие. Она попадает в приемную камеру (1), где происходит задержание взвешенных веществ основная часть которых оседает на дно камеры, а незначительное количество — всплывает и образует корку. Также в первой камере происходит разложение большей части органических веществ за счет деятельности микроорганизмов.

Далее осветленная сточная вода через отверстие в перегородке поступает во вторую осадочную камеру (2), где происходит дополнительная очистка и осаждение взвешенных частиц. После чего сточная вода поступает в третью камеру (3) для окончательной доочистки.

Из третьей камеры септика Евролос БИО 3 часть осветленной сточной воды периодически подается погружным рециркуляционным насосом по трубопроводу в верхнюю часть септика — биореактор, в котором установлен биофильтр (4). Подача воды на биофильтр осуществляется через рассекатель (5), который позволяет равномерно разбрызгивать воду по поверхности фильтра. Подача осуществляется в режиме 15 минут включено / 45 минут выключено. В биофильтре очищаемая вода контактирует с микроорганизмами биопленки, расположенной на поверхности загрузочного материала, что позволяет повысить степень очистки сточных вод. Также в биофильтре происходит насыщение очищаемой воды кислородом воздуха, что позволяет интенсифицировать процессы окисления органических загрязнений.

Из биофильтра очищенная вода рециркулирует в первую секцию, обеспечивая разбавление и аэрацию поступающих сточных вод. Биофильтр – это сооружение биологической очистки с фиксированной биомассой, закрепленной на поверхности среды-носителя (загрузочного материала), которая осуществляет процессы извлечения и сложной биологической переработки загрязнений из сточных вод. Излишки очищенных сточных вод удаляются из септика Евролос БИО 3 самотечным сбросом воды через выходное отверстие 110 мм.

Устройство септика Евролос БИО 3:

1. Приемная камера
2. Осадочная камера
3. Камера очищенной воды
4. Биофильтр

Монтаж септика Евролос БИО 3

Установку и монтаж септика Евролос БИО 3 целесообразно проводить специализированной монтажной организацией.

Для установки вырывается котлован с расчетом, чтобы между его стенками самой станцией оставалось пространство не менее 250 мм. Дно котлована выравнивается и засыпается слоем песка толщиной 100-150 мм.

После установки септика необходимо осуществить обратную засыпку пазух котлована песком с послойной проливкой водой. Во время выполнения засыпки саму станцию необходимо предварительно на одну четверть заполнить водой, и постепенно заполнять водой по мере засыпки пазух. Уровень воды должен превышать уровень засыпки не менее чем на 200 мм и не более, чем на 300 мм.

В случае наращивания горловины и заглубления станции дополнительно на 200, 400 или 600 мм обратную засыпку осуществлять смесью песка с цементом (в пропорции 10:1) производить до верхнего уровня корпуса и на 150 мм поверх него (для колодца обсыпка происходит до уровня грунта), уплотняя вручную послойно каждые 200 мм.

Подключение Евролос БИО 3 к внутренней канализации дома осуществлять канализационными трубами для наружной канализации диаметром 110 мм. При укладке труб нужно соблюдать постоянный уклон около 2-2,5 см на метр.

При необходимости дополнительного утепления слой утеплителя укладывается поверх песко-цементной засыпки толщиной не менее 30 мм по всему периметру котлована. Для утепления допускается использовать любой вспененный материал. Поверх утеплителя производится обратная засыпка грунтом.

Автономная Канализация — Ital Bio 3 (Итал Био 3)

Подбор оборудования можно осуществить разными путями и, как следствие, результатами. Например: станции на 5 человек, обладают максимальной производительностью в 1000 литров/сутки (или 1 м3). Однако, это условный расчет. Правильный расчет – работа проектировщика, но можно исходить из следующих данных:

Расчет водоотведения на одного человека в сутки в зависимости, от типа инженерных коммуникаций в доме выглядит так:

  1. Дом с водопроводом и канализацией (без ванны) – 120 литров;
  2. Дом с водопроводом, канализацией и ванными – 225 литров;
  3. Дом с центр. горячим водоснабжением – 300 литров;
  4. Дом с центр. горячим водоснабжением (высота сооружения более 12 метров) – 400 литров.

Количество загрязняющих воду веществ на одного жителя для определения их концентрации в бытовых сточных водах необходимо принимать по табл. 25 в СНиП 2.04.03-85. Концентрацию загрязняющих веществ надлежит определять исходя из удельного водоотведения на одного жителя.

  1. Взвешенные вещества — 65 (1 чел. г/сут)
  2. БПКполн неосветленной жидкости — 75 (1 чел. г/сут)
  3. БПКполн осветленной жидкости — 40 (1 чел. г/сут)
  4. Азот аммонийных солей N — 8 (1 чел. г/сут)
  5. Фосфаты Р2О5 — 3,3 (1 чел. г/сут)
  6. В том числе от моющих веществ — 1,6 (1 чел. г/сут)
  7. Хлориды Сl — 9 (1 чел. г/сут)
  8. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — 2,5 (1 чел. г/сут)

Таким образом, можно рассчитать предполагаемо-предельную степень загрязненности сточных вод поступающих на очистку в очистное сооружение. Загрязненность воды будет прямо пропорциональна количеству жителей, а пропускная способность очистного сооружения, не может превышать предел его производительности.

Исходя из приведенных данных, можно сделать вывод: выбирая оборудование один раз на много лет вперед, лучше исходить из того что, если у Вас планируется 5 пользователей, то Вам стоит обратить внимание на очистное сооружение с индексом «8». Это будет тем более разумно, если Вы ожидаете посещение Вашего дома Вашими друзьями и родственниками.

Tantos TS-RDR-Bio 3 Считыватель биометрический

Tantos TS-RDR-Bio 3 — автономный биометрический контроллер со считывателем карт Em-marine, выходом формата Wiegand-26 для наружной установки Автономный биометрический контроллер на 1000 отпечатков. Встроенный считыватель карт Em-marine с контроллером на 2000 карт. Программирование отпечатков и карт осуществляется с помощью ИК пульта входящего в комплект поставки.

Возможно использование мастер-карт или мастер пальцев для быстрого занесения/удаления отпечатков или карт. Возможно подключение 2-х контроллеров в режиме шлюза или использование в качестве внешнего считывателя. Возможно подключение к сетевым контроллерам имеющим вход Wiegand-26.

  • Единица измерения: 1 шт
  • Габариты (мм): 128x48x26
  • Масса (кг): 0.37
  • Напряжение питания 12 В DC + 10%
  • Потребление в режиме ожидания Не более 45 мА
  • Потребление в рабочем режиме Не более 150 мА
  • Коммутируемый ток выхода замка 2А
  • Емкость памяти Отпечатки: 1000, карты: 2000
  • Совместимые карты EM-MARINE, 125 кГц
  • Дальность считывания карт 3 – 6 см (в зависимости от конструкции идентификатора)
  • Интерфейс Wiegand Wiegand 26 – 44 бит
  • Класс защиты IP66
  • Рабочая температура -30 +50 град.С
  • Рабочая влажность 20 – 95%
  • Время чтения отпечатков пальцев Не более 1 с
  • Время идентификации Не более 1 с
  • Вероятность ошибочного предоставления доступа (FAR) Не более 0,01%
  • Вероятность ошибочного отказа доступа (FRR) Не более 0,1%
  • Материал корпуса Цинковый сплав
  • Размеры 128 мм х 48 мм х 26 мм
  • Вес нетто 365 г.

*Производитель оставляет за собой право изменять характеристики товара, его внешний вид и комплектность без предварительного уведомления продавца. Не является публичной офертой согласно Статьи 437 п.2 ГК РФ.

Септик Евролос БИО 3 в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Септик Евролос БИО 3 в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
г. Санкт-Петербург

сегодня 1 Апреля, мы открыты до 21-00

Описание:

Характеристики
Количество пользователей 3
Залповый сброс (л) 150
Объем переработки (л/сут) 0,6
Объем (л) 1730
Глубина врезки подвод. магист-
рали (см_
60
Вес (кг)
142
Дл/Шир/Выс (м) 1,8*1,4*1,8
Тип сброса самотечный
Диаметр (м) 1,4

Осуществляем продажу и установку септиков, автономных канализаций под ключ в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.
Официальный дилер производителей септиков для загородных домов, промышленных объектов — ООО Септик-Прогресс.
Copyright ©2022 Все права защищены, политика конфиденциальности

Вверх

Автономная канализация ИТАЛ Био 3

 

Главные отличия Ital Bio

Отдельная канализация Итал Био (Ital Bio) – это уникальная бытовая станция для очистки стоков с возможностью регулировки мощности соответственно фактической ее загруженности (количества стоков и уровня загрязнения).

  1. Управлять рабочими режимами станции можно самостоятельно, не привлекая специалистов.
  2. Благодаря инновационной конструкции корпуса станции, мусор, не подлежащий переработке, задерживается в камере приема отходов. Этот факт положительно влияет на эффективность очищения канализационных вод и, как следствие, длительный эксплуатационный срок агрегата.
  3. Совершенно новая на отечественном рынке технология сооружений для очистки стоков Ital Bio подразумевает полную защиту основного реакционного блока канализации (аэротенка), потому что он расположен в центре корпуса. Аэротенку не страшны никакие температурные перепады. Его функциональность и качество очитки стоков не снижается даже в условиях затяжных сибирских морозов.
  4. Кроме этого, канализация Итал Био (Ital Bio) достаточно экономна и неприхотлива в эксплуатации. Установка наноса в имеющуюся станцию обеспечивает принудительный сброс очищенной воды. Поэтому вам не нужно тратиться на приобретение вспомогательных емкостей после очистного сооружения либо установки колодцев.

К остальным преимуществам можно отнести:

  • Воду очищают 5 камер (степень очистки составляет около 98%).
  • Оборудование имеет возможность принимать неравномерно поступающее количество сточных вод, потому что переработка происходит тогда, когда постоянных сливов нет.

Компания «Автономные Технологии» в Екатеринбурге производит качественный подбор, монтаж систем автономной канализации «под ключ» по доступной стоимости и в оговоренные сроки. Мы сотрудничаем как с конечными потребителями, так и со строительными организациямии предпринимателями.

Задайте нам вопрос по автономной канализации по телефонам +7 (343) 328-51-02, +7 (912) 200-16-06. Или оставьте заявку на сайте!

Основные преимущества Ital Bio и Ital Antey

1. Простая конструкция станций Итал Био Антей обеспечивает не только отличное качество очистки, но и надежную и устойчивую работу;

2. Существует возможность настройки производительности станций в зависимости от объема поступающих стоков и их состава путем простой регулировки воздушного потока;

3. Наличие пяти технологических камер Итал Био с самоточным режимом поступления стоков позволило снизить до минимума количество эрлифтовых насосов, что повысило надежность и обеспечило безотказную работу оборудования;

4. Эрлифтовые насосы работают в обратном режиме, что предотвращает их засорение;

5. Аэротенк Итал Био расположен в центре станции, что положительно сказывается на температурном режиме эксплуатации станции в зимнее время года даже при нерегулярном поступлении стоков;

6. Монтаж и последующая эксплуатация очистной станции Итал Био Антей возможен в любых типах грунта, при любом уровне грунтовых вод;

7. Работа оборудования проходит в одном режиме, что исключает наличие различных датчиков и клапанов воздухораспределения;

8. Низкое энергопотребление (от 60Вт, 1,4 кВт*час./сутки) позволяет проводить утилизацию стоков с наименьшими энергетическими и финансовыми затратами;

9. В очистной станции отсутствуют расходные элементы, которые необходимо заменять при проведении сервисного обслуживания;

10. В био-химической части технологии отсутствуют энаэробные процессы: не выделяются «дурнопахнущие» вещества, что позволяет эксплуатировать очистные станции ЭкоДиН-ТополВатер в непосредственной близости от жилой зоны и зоны отдыха;

11. При эксплуатации очистных станций можно исключить использование ассенизационной спецтехники;

12. Технологическое оборудование, размещенное внутри корпуса станции крепится к корпусу с помощью быстросъемных соединений. что существенно облегчает проведение сервисного обслуживания. При желании и знании базовых принципов работы, владелец станции может проводить сервисное обслуживание самостоятельно;

13. Корпус станции выполнен из качественного полимера методом экструдерной сварки, что обеспечивает надежность и долговечность.

 

Ценовая политика нашей компании основана на поддержании конкурентноспособной стоимости продукции, а также на гибком и индивидуальном подходе к решению вопроса с каждым клиентом!

Также вам могут быть интересны: 

ТОА Биофарма Ко., Лтд.

Препараты для человека и назначенные квазинаркотики
пункт

Порошок BIO-THREE
(рецептурный препарат, пробиотический препарат)

[11,256kb]

Таблетки BIO-THREE
(рецептурный препарат, пробиотический препарат)

BIO-THREE H Порошок
(Назначенное квази-лекарство: пробиотический препарат)

[97кб]

Таблетки BIO-THREE Hi
(Обозначение квазипрепарата: пробиотический препарат)

[97кб]

Препарат для животных
пункт

BIO-THREE для животных
(пробиотический препарат)

[10 029 КБ]

Bio-Pair
(препарат бетаина гидрохлорида)

Био-Энти
(противодиарейный препарат)

Neoas P & Neoas Injection
(Жаропонижающее, обезболивающее, противоаллергическое средство)

Комбикорм и добавка
пункт

BIO-THREE Ace
(Комбикорм с пробиотиками для общего применения)

[10 831 КБ]

BIO-THREE PZ
(Комбикорм пробиотический для свиней)

[9600 КБ]

Toaraze for Poultry
(Комбикорм с пробиотиками для птицы)

[5,725кб]

Toaraze для аквакультуры
(Комбикорм с пробиотиками для аквакультуры)

[10 942 КБ]

BIO-THREE Pellet
(Комбикорм с пробиотиками для общего применения)

Силат
(Смесь пробиотиков для силосования)

Гломулин
(Комбикорм с молозивом и пробиотиками)

Эспресс
(Добавка с пробиотиками для домашних животных)

Функциональные материалы
пункт

Белок А
(Лиганды для аффинной хроматографии)

[67кб]

Композиты из двух материалов на основе биоматериалов, созданные методом трехмерной печати

https://doi. org/10.1016/j.compositesb.2019.02.008Получить права и содержание

Основные моменты

Перламутровые слоистые композиты, смоделированные с помощью диаграммы Вороного.

3D-образцы, изготовленные на 3D-принтере из пластика PLA и TPU.

Экспериментальные и численные испытания композитов.

Хорошее соответствие между экспериментальными и численными результатами.

Abstract

Многокомпонентные композитные конструкции демонстрируют значительно улучшенные механические свойства за счет имитации естественных иерархических материалов, таких как перламутр, крокодилы, броненосцы и черепахи.Сообщается, что такие композиты преодолевают ограничения одного материала. В ходе многочисленных исследований были разработаны биокомпозиты с улучшенными механическими свойствами за счет использования моделей природных материалов. Однако до сих пор всесторонне не изучена оптимизация шаблонов и конфигураций. В этом исследовании перламутровые ламинированные композиты разработаны, изготовлены и испытаны как экспериментально, так и численно для изучения их способности поглощать энергию. Перламутровые узоры изготавливаются с использованием диаграммы Вороного и превращаются в трехмерные (3D) образцы структур с использованием 3D-принтера с двойной экструзией из двух разных пластиковых материалов.Испытания на трехточечный изгиб проводятся для оценки способности образца поглощать энергию, которая оказывается на 11% больше, чем у одного пластикового образца. Перламутровые структуры моделируются с учетом экспериментально определенных свойств материала, а испытания на трехточечный изгиб моделируются методом конечных элементов. Эксперимент и численные результаты испытаний хорошо согласуются. Композиты из нескольких материалов с естественными иерархическими структурами очень перспективны для улучшения механических свойств.Тем не менее, адгезия между различными материалами в 3D-печати все еще нуждается в улучшении, чтобы в полной мере использовать потенциал для дальнейшего развития.

Ключевые слова

Слоистые структуры

Механические свойства

Механические испытания

Анализ методом конечных элементов (МКЭ)

Рекомендуемые статьи

Просмотр полного текста

боль при остеоартрите коленного сустава: двойное слепое многоцентровое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование с тремя группами | Arthritis Research & Therapy

  • Nelson AE.Год остеоартрита в обзоре 2017: клинический. Хрящевой остеоартрит. 2018;26:319–25.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Мартель-Пеллетье Дж., Барр А.Дж., Чикуттини Ф.М. и др. Остеоартрит. Праймеры Nat Rev Dis. 2016;2:16072.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Mendy A, Park J, Vieira ER. Остеоартрит и риск смертности в США: популяционное когортное исследование.Int J Эпидемиол. 2018;10. https://doi.org/10.1093/ije/dyy187.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Zhang W, Nuki G, Moskowitz RW, et al. Рекомендации OARSI по лечению остеоартрита тазобедренного и коленного суставов: часть III: изменения в доказательствах после систематического кумулятивного обновления исследований, опубликованных до января 2009 г. Osteoarthr Cartil. 2010;18:476–99.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Джордан К.М., Арден Н.К., Доэрти М. и др.Постоянный комитет по международным клиническим исследованиям, включая терапевтические испытания ESCISIT. Рекомендации EULAR: основанный на фактических данных подход к лечению остеоартрита коленного сустава: отчет целевой группы Постоянного комитета по международным клиническим исследованиям, включая терапевтические испытания (ESCISIT). Энн Реум Дис. 2003;62:1145–55.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • McAlindon TE, Bannuru RR, Sullivan MC, et al. Рекомендации OARSI по нехирургическому лечению остеоартрита коленного сустава. Остеоартрит хрящ. 2014;22:363–88.

    КАС Статья Google ученый

  • Доэрти М., Хоуки С., Гоулдер М., Гибб И., Хилл Н., Аспли С., Ридер С.Рандомизированное контролируемое исследование ибупрофена, парацетамола или комбинированной таблетки ибупрофена/парацетамола у внебольничных людей с болью в колене. Энн Реум Дис. 2011;70:1534–41.

    КАС Статья Google ученый

  • Унгпрасерт П., Чунгпаситпорн В., Кроусон К.С., Маттесон Э.Л. Индивидуальные нестероидные противовоспалительные препараты и риск острого повреждения почек: систематический обзор и метаанализ обсервационных исследований. Европейский J Стажер Мед. 2015;26:285–91.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Coxib и традиционные НПВП Trialists’ Collaboration (CNT), Bhala N, Emberson J, Merhi A, et al.Сосудистые и верхние желудочно-кишечные эффекты нестероидных противовоспалительных препаратов: метаанализ данных отдельных участников из рандомизированных исследований. Ланцет. 2013; 382:769–79.

    Артикул Google ученый

  • да Коста Б., Кейхенбах С., Келлер Н. и др. Эффективность нестероидных противовоспалительных препаратов для лечения боли при остеоартрозе коленного и тазобедренного суставов: сетевой метаанализ. Ланцет. 2016; 387:2093–105.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Hochberg MC, Altman RD, April KT, et al.Рекомендации Американского колледжа ревматологии 2012 г. по использованию немедикаментозных и фармакологических методов лечения остеоартрита кисти, бедра и колена. Уход за артритом Рез. 2012;64:465–74.

    КАС Статья Google ученый

  • Амей Л.Г., Чи В.С. Остеоартроз и питание. От нутрицевтиков к функциональным продуктам: систематический обзор научных данных. Артрит Res Ther. 2006;8(4):127–35.

    Артикул Google ученый

  • Энротин Ю., Ламберт С., Кушурель Д., Риполл С., Чиотелли Э.Нутрицевтики: представляют ли они собой новую эру в лечении остеоартрита? Описательный обзор уроков, полученных с пятью продуктами. Остеоартрит хрящ. 2011;19:1–21.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Mathy-Hartert M, Jacquemond-Collet I, Priem F, Sanchez C, Lambert C, Henrotin Y. Куркумин ингибирует провоспалительные медиаторы и продукцию металлопротеиназы-3 хондроцитами. Инфламм рез. 2009; 58: 899–908.

    КАС Статья Google ученый

  • Wang J, Ma J, Gu JH, Wang FY, Shang XS, Tao HR, Wang X. Регуляция коллагена II типа, матриксной металлопротеиназы-13 и клеточной пролиферации с помощью интерлейкина-1β опосредуется куркумином посредством ингибирования NF Передача сигналов -κB в хондроцитах крысы. Mol Med Rep. 2017;16:1837–45.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Шен Л., Цзи Х.Ф.Фармакология куркумина: продукты деградации? Тренды Мол Мед. 2012; 18:138–44.

    КАС Статья Google ученый

  • Buhrmann C, Mobasheri A, Busch F, Aldinger C, Stahlmann R, Montaseri A, Shakibaei M. Куркумин модулирует опосредованное ядерным фактором kappaB (NF-kappaB) воспаление в теноцитах человека in vitro: роль фосфатидилинозитола 3- путь киназы/Akt. Дж. Биол. Хим. 2011;286(32):28556–66.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Лю Х, Мачадо Г.К., Эйлс Дж.П., Рави В., Хантер Д.Дж.Пищевые добавки для лечения остеоартрита: систематический обзор и метаанализ. Бр Дж Спорт Мед. 2018;52:167–75.

    Артикул Google ученый

  • Сахебкар А., Хенротин Ю.Анальгетическая эффективность и безопасность куркуминоидов в клинической практике: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований. Боль Мед. 2016;17:1192–202.

    Google ученый

  • Альтман Р., Аш Э., Блох Д. и др. Разработка критериев классификации и отчетности по остеоартрозу. Классификация остеоартроза коленного сустава. Комитет по диагностическим и терапевтическим критериям Американской ассоциации ревматизма.Ревмирующий артрит. 1986; 29: 1039–49.

    КАС Статья Google ученый

  • Деберг М., Дубук Дж. Э., Лабасс А. и др.Годичное наблюдение за уровнями Coll2-1, Coll2-1NO2 и миелопероксидазы в сыворотке у пациентов с остеоартритом после замены тазобедренного или коленного сустава. Энн Реум Дис. 2008; 67: 168–74.

    КАС Статья Google ученый

  • Henrotin Y, Gharbi M, Dierckxsens Y, et al. Снижение специфического биомаркера деградации коллагена при остеоартрите, Coll2-1, путем лечения куркумином с высокой биодоступностью во время исследовательского клинического испытания. BMC Комплемент Altern Med.2014; 14:159–65.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Appelboom T, Maes N, Albert A. Новый экстракт куркумы (Flexofytol®) при остеоартрите: результаты практического опыта в Бельгии. Open Rheumatol J. 2014; 8:77–81.

    Артикул пабмед Google ученый

  • De Breucker S, Rouvière H, Mélot C, Appelboom T. Flexofytol® (бельгийский экстракт куркумина) для лечения пожилых пациентов с остеоартритом и сопутствующими заболеваниями.Open J Ревматологический аутоиммунный дис. 2017;7:167–77.

    Артикул Google ученый

  • дю Туа Р., Притчард Н., Хеффернан С., Симпсон Т., Фонн Д. Сравнение трех разных шкал оценки обращения с контактными линзами. Optom Vis Sci. 2002;79(5):313–20.

    Артикул Google ученый

  • Био-трехмерный канал, не содержащий проангиогенных каркасов, полученный из мезенхимальных стволовых клеток человека, индуцированных плюрипотентными стволовыми клетками, способствует регенерации периферических нервов

    Культура иМСК

    , Токио, Япония), покрытые планшетом для культивирования клеток в StemFit AK03N (Ajinomoto, Токио, Япония), как описано ранее 42 .Бесксено-свободный метод индукции мМСК человека из ИПСК человека описан в другом месте [D. Камия, личное сообщение]. Вкратце, клетки культивировали в Stemfit Basic03 (Ajinomoto), который сравним с AK03N без FGF2, дополненный SB431542 (Sigma, Сент-Луис, Миссури, США) и CHIR99021 (Wako, Осака, Япония), для индукции NCC. Затем клетки CD271 + сортировали с помощью FACS и размножали на планшетах, покрытых фибронектином, в среде Stemfit Basic03 с добавлением SB431542, EGF (R&D, Миннеаполис, США) и FGF2. iMSC индуцировали и поддерживали в среде PRIME-XV MSC Expansion XSFM (Fujifilm Irvine Scientific, Токио, Япония). Клетки разводили в соотношении 1:3 при достижении 70–80% слияния. Для экспериментов использовали клетки на третьем пассаже. Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга человека (hBM-MSC) получали от PromoCell (Heidelberg, Germany) и культивировали в среде PRIME-XV MSC Expansion XSFM.

    Получение C-iMSC

    Сгустки комплекса iMSC/внеклеточный матрикс (ECM) (C-iMSC) получали, как сообщалось ранее, с небольшими модификациями 20,43 .Вкратце, иМСК высевали с плотностью 5 × 10 4 клеток/лунку в термочувствительные 96-луночные планшеты (UpCell, CellSeed, Inc., Токио, Япония), покрытые фибронектином, и культивировали с использованием Prime-XV MSC расширения XSFM. на 4 дня. Для получения К-иМСК конфлюэнтные клетки, образовавшиеся на клеточном листе с ВКМ, полученным из иМСК, отделяли от чашек путем переключения температуры культивирования с 37 на 27 °C. Комплексы iMSC/ECM отделяли от дна планшета в форме листа, переносили в 96-луночный планшет с низкой адгезией клеток (Sumitomo Bakelite, Токио, Япония) и сворачивали для образования круглого скопления клеток.Клеточные скопления выдерживали в XSFM Prime-XV MSC для расширения в течение 5 дней.

    Подготовка канала Bio 3D

    Для сборки каналов C-iMSC были автоматически помещены в шпажки массива игл 9 × 9 с использованием «метода Кензана»; C-iMSC были расположены в трехмерной форме в соответствии с предварительно разработанной 3D-моделью с помощью 3D-принтера Bio-3D 10 . Затем C-iMSC культивировали в перфузионном биореакторе, чтобы способствовать самоорганизации живых клеток. Примерно через 1 неделю после 3D-печати соседние C-iMSC были объединены в единую трубчатую форму, удалены из массива Kenzan, перенесены в перфорированный внутривенный катетер 18-го калибра (2 см) (Surflo; Nipro, Осака, Япония) и далее культивировали в течение 2 недель до достижения желаемой длины (8 мм) и прочности.

    Иммуноцитохимия

    Срезы, залитые парафином, депарафинизировали и проводили выделение антигена с помощью микроволновой печи (300 Вт, 20 мин). Образцы блокировали с помощью Blocking One (Nacalai Tesque, Inc.) на 1 час. DAPI (10 мкг/мл) использовали для контрастного окрашивания ядер. Образцы наблюдали с помощью BZ-9000E (Keyence, Осака, Япония). Антитела, использованные в этом исследовании, приведены в таблице S3.

    Количественный ПЦР-анализ

    Количественный ПЦР-анализ проводили, как описано ранее 44 .Вкратце, тотальную РНК очищали с помощью набора RNeasy (Qiagen, Валенсия, Калифорния, США) и обрабатывали набором DNase-one (Qiagen, MD, США) для удаления геномной ДНК. Тотальную РНК (0,1 мкг) подвергали обратной транскрипции для получения одноцепочечной кДНК с использованием случайных гексамеров и обратной транскриптазы Superscript III (Invitrogen, Калифорния, США) в соответствии с инструкциями производителя. Количественную ПЦР проводили с помощью Thunderbird SYBR qPCR Mix (Toyobo, Осака, Япония) и анализировали с помощью системы ПЦР в реальном времени StepOne (Applied Biosystems, Уолтем, Массачусетс, США).Последовательности праймеров перечислены в таблице S1.

    Сортировка клеток с активацией флуоресценции

    Сортировка клеток с активацией флуоресценции (FACS) выполнялась с помощью AriaII (BD) в соответствии с протоколом производителя. Антитела, используемые в FACS, перечислены в таблице S3.

    Транскриптомный анализ

    Тотальную РНК очищали с использованием набора RNeasy Micro Kit (Qiagen) и обрабатывали набором DNase-one (Qiagen) для удаления геномной ДНК. Вкратце, 10 нг общей РНК транскрибировали для получения одноцепочечной кДНК с использованием набора для синтеза кДНК SuperScript VILO (Thermo Fisher Scientific).Библиотеку кДНК синтезировали с использованием основной панели Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Core Panel (Thermo Fisher Scientific) и Ion Ampliseq Library Kit Plus (Thermo Fisher Scientific) в соответствии с протоколом производителя. Библиотеки кДНК, меченные штрих-кодом, анализировали с помощью системы Ion S5 XL (Thermo Fisher Scientific) с использованием набора микросхем Ion 540 (Thermo Fisher Scientific). Тотальную РНК очищали с использованием набора RNeasy Micro Kit (Qiagen) и обрабатывали набором DNase-one (Qiagen) для удаления геномной ДНК.Мы провели обратную транскрипцию 10 нг общей РНК для получения одноцепочечной кДНК с использованием набора для синтеза кДНК SuperScript VILO (Thermo Fisher Scientific). Мы выполнили синтез библиотеки кДНК с использованием основной панели Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Core Panel (Thermo Fisher Scientific) и Ion Ampliseq Library Kit Plus (Thermo Fisher Scientific) в соответствии с протоколом производителя. Библиотеки кДНК, меченные штрих-кодом, анализировали с помощью системы Ion S5 XL (Thermo Fisher Scientific) с использованием набора микросхем Ion 540 (Thermo Fisher Scientific).

    Экспериментальный план in vivo

    Все процедуры на животных проводились с одобрения и в соответствии с рекомендациями комитета по этике Высшей школы медицины Киотского университета, Комитета по экспериментам на животных. В этом исследовании использовали пятнадцать взрослых самцов крыс F344-rnu/rnu с иммунодефицитом (возраст 7 недель, вес 120–160 г) (Clea, Токио, Япония). Крысы были случайным образом разделены на группы Bio 3D (n = 6) и силиконовые (n = 6) для исследования регенерации нервов. Оставшихся трех крыс готовили к дополнительным экспериментам в рамках анализа ангиогенеза.Каждая крыса была акклиматизирована перед оперативными вмешательствами, помещена в отдельную клетку и получала стандартный корм и воду.

    Хирургическая техника

    Под общей анестезией выполнен продольный разрез кожи задней поверхности бедра в положении лежа. Правый седалищный нерв обнажали через разрез ягодичных мышц и резко перерезали в середине бедра, чтобы создать дефект нерва. В группе Bio 3D между проксимальной и дистальной культями был установлен 8-мм кондуит Bio 3D.Затем под хирургическим микроскопом каждую культю втягивали в канал на 1,5 мм и закрепляли на месте эпиневральными швами из нейлона 9-0, создавая 5-мм межкультевой промежуток в канале. Рану ушивали послойно нейлоновыми швами 5-0. В силиконовой группе силиконовая трубка (длиной 8 мм и внутренним диаметром 2 мм) была введена по той же процедуре. Все следующие анализы и сбор образцов были выполнены через 8 недель после операции.

    Тест на укол булавкой

    С помощью стандартизированных щипцов применяли щипковый стимул от пальца к пятке до тех пор, пока крыса не отдергивалась.Реакцию каждого животного на булавочный укол оценивали по шкале от 0 до 3 следующим образом: степень 0 — отсутствие реакции на раздражитель; 1 степень, реакция отдергивания пятки; 2 степень, реакция отдергивания на тыльной поверхности стопы; 3 степень, реакция отдергивания на пальцах ног 45 .

    Тест на разведение пальцев

    Интактные крысы разгибают и отводят пальцы ног, когда их подвешивают за основание хвоста. Степень движения пальцев стопы оценивалась следующим образом: степень 0 — движение отсутствует; 1 степень, любые признаки движения; 2 степень, отведение пальцев стопы; 3 степень, отведение пальцев с разгибанием 45 .

    Кинематический анализ

    Перед анализом ходьбы крыс анестезировали и отметили шесть ориентиров для каждой задней конечности, как описано ранее 10,21,46 . Вкратце, цветные полусферические пластиковые маркеры были двусторонне прикреплены к выбритой коже в пяти ориентирах: передняя верхняя подвздошная ость, тазобедренный сустав, коленный сустав, латеральная лодыжка и пятый плюснефаланговый сустав. Для обнаружения пальцев на кончики двусторонних средних пальцев наносили чернила из акриловой смолы.Движение задних конечностей регистрировали с частотой дискретизации 120 Гц с использованием устройства захвата 3D-движения (Kinema Tracer System; Kissei Comtec, Нагано, Япония), когда крысы шли со скоростью 10 см/с. Для каждой крысы в ​​следующий анализ было включено в общей сложности пять или шесть последовательных шагов. Маркеры были отслежены, и система реконструировала трехмерные смещения. В этом исследовании были рассчитаны два параметра: (1) DT, который измеряет пропорцию шага к общему анализируемому шагу, в котором палец крысы был заземлен во время фазы маха, и (2) AoA, который измеряет угол пальца к плюсневая кость на конечном сегменте фазы переноса.Меньшее значение DT означает меньшую хромоту. Большее значение AoA указывает на большее дорсальное сгибание пальца ноги непосредственно перед тем, как лапа крысы опустится на землю.

    Электрофизиологические исследования

    Электрофизиологические исследования седалищного нерва проводили, как описано ранее 10,30 . Вкратце, двусторонние седалищные нервы были обнажены в положении лежа под общей анестезией. Правый седалищный нерв стимулировали дистальнее грушевидной мышцы (S1) и в подколенной ямке (S2) с помощью системы измерения электромиограммы (Neuropack S1; Nihon Kohden, Токио, Япония).Две пары игольчатых электродов вводили в приводящую мышцу стопы для проверки наличия СМАР. Амплитуда (от пика к пику) CMAP, вызванных сверхмаксимальной электрической стимуляцией от S1, была измерена. MNCV рассчитывали по расстоянию между S1 и S2. Такую же процедуру проделывали на левой интактной задней конечности. Амплитуда и MNCV СМАР в педальной приводящей мышце правой задней конечности выражали в процентах от таковых в левой задней конечности.

    Влажная мышечная масса передней большеберцовой мышцы

    После взятия регенерированного нерва двусторонние передние большеберцовые мышцы обнажали и отделяли от кости в месте их начала и прикрепления и немедленно взвешивали с использованием цифровых весов, как описано ранее 10, 30 .

    Гистологические и морфометрические исследования

    Регенерированный нерв брали у шести крыс в каждой группе, фиксировали в 1% глутаральдегиде и 1,44% параформальдегиде, затем фиксировали 1% осмиевой кислотой и заливали эпоксидной смолой. Поперечные срезы (толщиной 1 мкм) средней части регенерированных нервов были подготовлены и окрашены 0,5% (масса/объем) раствором толуидинового синего и исследованы с помощью световой микроскопии (Nikon Eclipse 80i; Nikon, Токио, Япония). Ультратонкие срезы тех же тканей, окрашенные уранилацетатом и цитратом свинца, оценивали с помощью ПЭМ (модель H-7000; Hitachi High-Technologies, Токио, Япония).Общее количество миелиновых аксонов, диаметр миелиновых аксонов, толщина миелина и G-отношение измерялись с использованием программного обеспечения ImageJ (Национальный институт здравоохранения, США) для морфометрического анализа, как описано ранее 10,28,29,30 . Вкратце, общая площадь нейронов (а) каждого образца была рассчитана путем случайного выбора шести или семи полей таким образом, чтобы анализируемая площадь представляла > 20% всей площади нервов каждого образца. Количество миелинизированных аксонов (b), площадь нейронов (c), наименьший диаметр каждого миелинизированного аксона (d) и диаметр аксона (e) рассчитывали для каждого поля при конечном увеличении в 400 ×.Суммировали количество миелинизированных аксонов и участков нейронов из всех анализируемых полей. Общее количество миелинизированных аксонов в каждом образце оценивали как b × (a/c). Средний диаметр миелиновых аксонов выражали как среднее значение наименьшего диаметра всех миелинизированных аксонов, среднюю толщину миелина выражали как (d − e)/2, а отношение G выражали как e/d с использованием среднего значения в семи оцениваемых полях.

    Подкожная имплантация для анализа ангиогенеза

    Для изучения потенциала ангиогенеза иМСК использовали трех крыс для сравнения иМСК, Pelnac (Pelnac; Gunze, Киото, Япония) и силикона.Под общей анестезией на спине крыс делали шесть отдельных 1-сантиметровых поперечных разрезов с интервалом 2 см 47,48 . В группе иМСК шесть квадратных ателоколлагеновых губок (размером 4 × 4 × 2 мм, Pelnac) пропитывали 20 мкл полной среды иМСК и имплантировали в каждый разрез под кожу спины. В группе Pelnac были имплантированы шесть квадратных ателоколлагеновых губок (размером 4 × 4 × 2 мм, Pelnac) только с 20 мкл полной среды. В силиконовой группе было имплантировано шесть квадратных силиконовых пластин (размером 4 × 4 × 2 мм).Через две недели после имплантации был сделан срединный разрез на спине, чтобы увидеть новообразованные кровеносные сосуды на губках и силиконовых пластинах, и были сделаны общие фотографии под операционным микроскопом. Общая площадь, общая длина и количество закрытых сетей были проанализированы с использованием программного обеспечения ImageJ (Национальный институт здравоохранения, США) для недавно разработанного ангиогенеза, как описано в предыдущих исследованиях 49,50 .

    Статистический анализ

    Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений.Анализ данных теста на булавочный укол и тест на разведение пальцев проводили с помощью теста Уилкоксона в JMP (JMP Pro 14.0; Институт SAS, Кэри, Северная Каролина, США). Анализ данных кинематического анализа, электрофизиологических исследований, сырой мышечной массы передней большеберцовой мышцы, а также гистологических и морфометрических исследований проводили с использованием теста Стьюдента t в Microsoft Excel 2017 (Microsoft, Редмонд, Вашингтон, США). Значения P  < 0,05 считались статистически значимыми.Данные анализа ангиогенеза сравнивали с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). При обнаружении значительной разницы применяли апостериорный тест с использованием теста Тьюки Крамера (JMP Pro 14.0). Значения P  < 0,05 считались статистически значимыми.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Новый рубеж в онкологических исследованиях

    ВВЕДЕНИЕ

    Культуры клеток и животные модели являются общепринятой оценочной методологией во всех типах доклинических исследований, включая онкологические исследования. Эти модели внесли большой вклад в общее понимание патологических механизмов ряда заболеваний, включая различные типы рака, однако их ценность для прогнозирования эффективности вариантов лечения и стратегий в клинических испытаниях остается сомнительной [1,2].Помимо этических споров; под руководством зоозащитника, основные проблемы с моделями животных заключаются в различиях видов по сравнению с людьми. Эти видовые различия часто вызывают вводящую в заблуждение интерпретацию[3]. Фактически, клинические испытания являются обязательными, поскольку доклинические исследования на клеточных культурах и животных моделях не позволяют с достаточной уверенностью предсказать вероятные результаты исследований на людях.

    В онкологических исследованиях из-за этических соображений, связанных с экспериментами на людях, модели животных и исследования клеточных культур стали важным источником информации.Однако средний показатель успешного клинического перехода от моделей на животных к клиническим испытаниям не очень обнадеживает; в настоящее время не более 8%[4]. Животные модели обладают ограниченной способностью имитировать сложный процесс пролиферации клеток человека и патофизиологические условия. В онкологических исследованиях исследования на клеточных культурах и животных моделях являются важными инструментами для определения эффективности, фармакодинамики и механизма действия новых противораковых препаратов. Следует помнить, что гетерогенность опухолевых клеток приводит к огромному разнообразию с высокой степенью генетической нестабильности и фенотипической изменчивости.

    Прежде чем приступить к испытаниям многообещающего противоракового препарата, фармацевтические компании и институциональные исследователи проводят обширные доклинические экспериментальные исследования. Предварительные исследования in vitro и in vivo охватывают безопасность, эффективность, токсичность и фармакокинетические профили молекул-кандидатов. Раннее тестирование in vivo нацелено на получение первоначальных данных о безопасности и эффективности для поддержки заявлений исследователей об исследуемом соединении.Чтобы оправдать дальнейшее развитие, доклинические эксперименты добавляют достаточную достоверность данным исследования. Это важно, потому что в соответствии с рекомендациями Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов успешные доклинические испытания на животных должны быть завершены до того, как люди подвергнутся воздействию потенциального терапевтического средства [5].

    Помимо возможных вводящих в заблуждение результатов in vitro , касающихся неточностей в силе действия, эффективности, токсичности, генотоксичности и канцерогенности, финансовые затраты на клинические исследования также играют решающую роль в разработке и внедрении успешных терапевтических средств.Учитывая, что трехмерные (3D) биопечатные структуры могут создавать более совершенные модели микроокружения in vivo , существует значительный потенциал для снижения затрат на доклинические исследования. Трехмерные биопечатные ткани и органы способны обеспечить жизнеспособные заменители клеточных культур и моделей животных. 3D-печать твердых объектов уже ведет к крупным инновациям в различных областях, таких как образование, производство, машиностроение, искусство, фармацевтика и медицина[6].Недавние инновации в области 3D-печати и материаловедения позволили создавать сложные трехмерные функциональные живые конструкции (ткани и органы)[6]. Не беспокоясь об отказе, 3D-биопечать уже использовалась для создания и трансплантации нескольких важных тканей, включая кости, кожу, ткани сердца, и т. д. . Другие прибыльные приложения включают разработку более надежных трехмерных биопечатных моделей тканей для исследований в области фармацевтики и лекарств. Точное воспроизведение ткани или органа является важной особенностью 3D-биопечати, которая в конечном итоге может привести к стандартизации терапевтических испытаний [7].Этого можно достичь, воспроизводя все функциональные компоненты тканей и органов, например, имитируя точные схемы ветвления мельчайших капилляров в сложном органе, таком как сердце, почка, печень и легкие, или производя биоматериалы для ухода за ними. естественная физиология.

    ДОКЛИНИЧЕСКИЙ IN VITRO МОДЕЛИ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

    Программы разработки новых лекарств обычно занимают около 12 лет, прежде чем экспериментальное ведущее соединение появится у постели больного.Средняя стоимость этого процесса может достигать 1,2 миллиарда долларов[8,9]. Процесс разработки лекарств очень рискован с точки зрения экономической выгоды; Об этом свидетельствует общий средний показатель отсева, составляющий примерно 90%, что означает, что только 10% соединений, прошедших клинические испытания, смогли наконец выйти на рынок[10]. Следовательно, ученые в настоящее время прилагают больше усилий для снижения стоимости процесса разработки лекарств. Компьютерный дизайн лекарств[11], фармакокинетика in silico [12] и тестирование токсичности[13] — это немногие из новых доступных методологий, которые могут снизить первоначальные затраты на процесс разработки лекарств.

    Точное доклиническое определение эффективности и токсичности снизит частоту отказов новых молекул на важном этапе клинической оценки. Тестирование лекарств на 3D-биопечатных органах человека может исключить возможность делать неопределенные выводы из доклинических исследований на животных и клеточных культурах. Противоречивые выводы из доклинических моделей на животных и экспериментов на людях обычно всплывают на заключительной стадии клинических испытаний, когда большая часть ресурсов уже вложена в процесс исследований и разработок.Несколько многообещающих ведущих кандидатов столкнулись с неудачами в клинических испытаниях после успешных испытаний на животных [14-19]. Предотвращение этих проблем в первую очередь уменьшит затраты и время, необходимое для вывода нового лекарства на рынок. Для точного прогнозирования нежелательных параметров лекарств-кандидатов в клинических испытаниях доступны различные классические, существующие и новые технологии (модели). Этот исчерпывающий список включает традиционные 2D-культуры тканей[20], классические модели цельных грызунов[21], модели гуманизированных мышей[22], 3D-модели культур[23], системы совместного культивирования[24] и 3D-модели тканей[25] (рис. 1).

    Рисунок 1 Эволюция моделей клеточных культур от простых двумерных до сложных трехмерных биопечатных моделей. В настоящее время 3D-биопечать является наиболее сложной техникой, используемой для создания конструкций тканей/органов[65]. 3D: трехмерный.

    Традиционные 2D-системы культивирования клеток, в которых используются клеточные линии в одном слое, сами по себе содержат большое количество генетических мутаций. 2D-системы культивирования клеток также лишены важного природного микроокружения, присутствующего в тканях и органах, из которых они были первоначально засеяны [26].Традиционная культура, полученная с первичными клетками, не предлагает трехмерных характеристик микросреды, подобных тем, которые были у ее происхождения [27]. Классические системы культивирования клеток не только лишены влиятельного тканевого микроокружения и градиента, но также могут включать быструю потерю важных белков и их функций и профилей экспрессии генов. Чтобы получить лучшее представление о сложности тканей, микроокружении и физиологическом воздействии на все тело, исследования на животных моделях стали основой доклинических исследований.Однако, как обсуждалось ранее, основные молекулярные, физиологические и патофизиологические различия между видами приводят к вероятности ошибочных выводов об исследуемом кандидате. Ошибочные выводы являются основной причиной неудач в клинических испытаниях.

    Системы совместного культивирования, 3D-модели культивирования, 3D-модели тканей и гуманизированные модели мышей, которые могут имитировать микросреду хозяина, доступны для доклинических исследований. В какой-то степени эти методологии позволяют проводить испытания лекарств в человекоподобных системах, устраняя видовые различия и тем самым повышая приемлемость в клинических испытаниях.Разработка фармакологических анализов, основанных на объединении нескольких клеток в трехмерную структуру, может предоставить более реалистичные данные. 3D-культура клеток и модели могут более точно имитировать архитектуру нативной ткани и, следовательно, могут решать проблемы разработки лекарств в более реальной обстановке, чем традиционные 2D-модели культивирования.

    Модель гуманизированных мышей — еще один подход к тестированию лекарств в условиях, более приближенных к человеческим. Этот тип животных моделей включает мышей с опухолями, полученными от человека, известными как ксенотрансплантаты, или мышей, у которых эндогенная печень была нарушена и заселена клетками печени человека [22].Ксенотрансплантаты важны и доказывают свою полезность при разработке противоопухолевых препаратов. Ксенотрансплантаты часто позволяют оценить эффективность, безопасность и токсичность лекарств в контексте фенотипической и генотипической гетерогенности опухоли. Точно так же мыши с гуманизированной печенью дают возможность оценить фармакокинетику и метаболизм лекарств доклинически in vivo . Гуманизированная печень является важным инструментом для понимания экскреции и токсичности лекарств [28]. Одна важная вещь, которую следует помнить обо всех гуманизированных моделях, — это их химерная природа.Они представляют собой единую человеческую ткань или тип клеток, посаженных в тело животного, что может привести к тому, что они будут вести себя иначе, чем в их естественной среде. Это может привести к ложной интерпретации из-за межвидовых вариаций. Например, стромальные и сосудистые компоненты моделей ксенотрансплантатов в основном имеют животное происхождение [29]. Точно так же мыши с гуманизированной печенью содержат человеческие гепатоциты, однако другие типы клеток, обнаруженные в печени и всех взаимосвязанных системах органов, принадлежат мышам [30], что в конечном итоге может повлиять на функции печени.Следовательно, такие модели нельзя считать идеальной моделью для моделирования человеческих систем. Однако, как указывалось ранее, модели гуманизированных мышей являются популярной моделью при изучении рака человека. Они обеспечивают понимание факторов, участвующих в патологии, физиологии, метастазировании и инвазии.

    В моделях ксенотрансплантата опухолевые клетки человека пересаживают представителям другого вида либо в орган, из которого возникла опухоль, либо под кожу. Опухолевые клетки человека обычно трансплантируют мышам с тяжелым иммунодефицитом.Слабая иммунная система таких мышей легко принимает чужеродные человеческие клетки. Например, ксенотрансплантат (чужеродные клетки или орган) будет легко восприниматься бестимусными голыми мышами (отсутствующими Т-клетками, продуцирующими тимус), линиями мышей с тяжелым комбинированным иммунодефицитом или другими мышами с ослабленным иммунитетом [31,32]. Терапевтические агенты могут быть изучены на этих мышах с ослабленным иммунитетом, поскольку они легко допускают рост опухоли человека внутри себя. Размер опухоли обычно зависит от количества первоначально трансплантированных клеток, однако рост происходит в течение 1–8 недель, что создает более естественную гуманизированную среду.Модель генно-инженерной мыши (GEM) — это еще один тип широко используемой животной модели, используемой для изучения рака человека.

    Модель мыши GEM позволяет исследователю изучать гены, которые, как предполагается, являются причиной злокачественного новообразования. Такие гены удаляются, замалчиваются или иногда избыточно экспрессируются, и за животным наблюдают на предмет молекулярных и фенотипических изменений в течение определенного периода времени для изучения терапевтического ответа. GEM дает возможность изучить терапевтический ответ in vivo .Модели ксенотрансплантатов и бестимусные голые мыши с ослабленным иммунитетом использовались в течение нескольких десятилетий для расширения нашего понимания патофизиологических и генетических факторов, участвующих в неконтролируемой клеточной пролиферации и метастазировании. Недавняя информация о роли микроокружения в прогрессировании опухоли, росте и устойчивости к лекарствам сделала GEM и первичные человеческие ксенотрансплантаты в гуманизированных моделях мышей основным выбором для экспериментов. Однако из-за различия видов ксенотрансплантаты человеческих клеточных линий у мышей для тестирования реакции на лекарство не всегда обязательно коррелируют с фактическим патофизиологическим состоянием пациентов [29].

    Значение микроокружения опухоли для роста опухоли не только привело к всеобщему признанию гуманизированных моделей мышей и GEM для разработки противораковых препаратов, но и проложило путь к разработке 3D-печатных тканей и органов в онкологических исследованиях. Системы 3D-культуры и совместного культивирования уже существуют, и недавнее усовершенствование повышает их доступность для терапевтических исследований. Некоторые недостатки, такие как низкая плотность клеток и использование искусственных матриц и каркасов, добавляют системе нечеловеческий или неродной аспект, что может повлиять на конечный результат.Однако более современные подходы, которые создают системы трехмерной культуры, такие как трехмерная биопечать, могут помочь свести на нет нечеловеческий аспект.

    3D БИО-ПЕЧАТЬ

    Ткани и органы, напечатанные на 3D-принтере, могут быть разработаны для имитации точной клеточной плотности тканей и органов-мишеней с надлежащим учетом клеточного компонента, внеклеточного матрикса и трехмерных пространственных компонентов. Поскольку сложные ткани не создаются исключительно из одного типа клеток, двумерные модели моноклеточных культур имеют спорную ценность [33].Однако 3D-биопринтеры размещают более одного типа клеток, совместно культивируя их в едином пространственном расположении, что делает их более подходящими для естественного архитектурного расположения. Благодаря недавнему прогрессу в области биопечати теперь стало возможным комбинировать наиболее важные элементы пространственного паттернирования для создания трехмерных систем ткани/органа in vitro , которые могли бы имитировать ключевые клеточные и внеклеточные функциональные механизмы, включая иннервацию [33]. В 3D-принтерах используются различные типы клеток в виде биочернил, которые технически увеличили скорость 3D-печати органов и тканей.Трехмерный каркас органа, созданный с помощью компьютерной томографии или другой технологии визуализации, и твердая поверхность, состоящая из биосовместимых материалов, используется в качестве подложки для создания трехмерных тканей и органов. Биочернила состоят из клеток, взвешенных в биосовместимом гелеобразном материале, которые затем наносятся на подложку с помощью 3D-принтеров, работающих по принципу механической экструзии[33]. Во время и после нанесения на подложку биочернила желируются за счет полимерного связывания с помощью фото- или термической активации.Из-за вовлечения высокой энергии всегда заботятся о том, чтобы клетки оставались целыми и функциональными. Гидрогели не только играют важную роль в физическом сдерживании взвешенных клеток и поддержании жизнеспособности клеток, но также могут быть персонализированы и адаптированы в соответствии с биосовместимым материалом или размерами [33].

    Разработка систем на водной основе позволила напрямую печатать биочернилами в трехмерных каркасах[34]. Последовательное нанесение живых клеток, биосовместимых внеклеточных материалов и материалов с пространственным контролем над параметрами трехмерной архитектуры является сердцевиной трехмерной биопечати и трехмерной биопечати органов.3D-биопечать работает по нескольким установленным принципам, основанным на биомимикрии, автономной самосборке и строительных блоках мини-тканей[6].

    Технический прогресс в области обработки изображений и цифрового дизайна положительно повлиял на 3D-биопечать, воспроизводя и визуализируя очень сложную гетерогенную архитектуру сложных тканей и органов. Неинвазивные методы визуализации, такие как компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, автоматизированное проектирование и автоматизированные производственные инструменты, а также математическое моделирование, используются для сбора и оцифровки сложной томографической и архитектурной информации о тканях/органах.Трехмерные цифровые изображения сложных органов затем используются для печати тканей и органов с использованием таких технологий, как струйная печать [35–38], микроэкструзия [39–41] и лазерная печать (рис. 2) [42–44].

    Рисунок 2. В настоящее время для биопечати ткани используются такие подходы, как роботизированное дозирование с помощью лазера, струйной печати и экструзии[110].

    Технологии 3D-печати впервые получили широкое распространение в небиологических приложениях, таких как осаждение керамики, металлов и термопластичных полимеров в тяжелой и легкой промышленности.Органические растворители, высокие температуры и сшивающие агенты (, например, , фотоактивация), используемые в 3D-печати, создают непосредственные проблемы совместимости с хрупкими живыми клетками, термочувствительными биологическими (, например, , белки) и биосовместимыми материалами [6, 45,46]. Среди нескольких, одна из основных и серьезных задач в 3D-биопечати тканей и органов заключается в разработке совместимых материалов, которые не только должны хорошо сочетаться с несколькими другими биологическими материалами и суровым процессом печати, но также должны обеспечивать требуемые механические свойства. и функциональные свойства 3D-биопечатных конструкций.Материалы, используемые в настоящее время в области регенеративной медицины, основаны либо на природных полимерах (например, , , альгинат, желатин, коллаген, хитозан, фибрин и гиалуроновая кислота, и т. д. ), либо на синтетических молекулах (например, , , полиэтиленгликоль). . Одними из основных преимуществ природных полимеров в 3D-биопечати являются их сходство с внеклеточным матриксом человека, нетоксичность и присущая им биоактивность. В то время как типичным преимуществом синтетических полимеров является то, что они могут быть персонализированы и адаптированы к конкретному применению, а также могут быть получены в наиболее очищенной форме.Но, как и другие синтетические молекулы, синтетические полимеры не только обладают риском плохой биоприемлемости, но также могут привести к токсичности из-за токсического разложения. Другими проблемами могут быть потеря механической прочности с течением времени и иммуногенность. Несмотря на это, синтетические гидрогелевые полимеры благодаря своим гидрофильным, абсорбирующим и управляемым физико-химическим свойствам являются привлекательной альтернативой для 3D-биопечати. Правильное функционирование созданной в 3D ткани или органа зависит не только от точного отложения клеток, но и от выбора клеток.Другие критерии, которые должны быть удовлетворены, заключаются в том, что клетка, выбранная для 3D-биопечати, должна иметь возможность размножаться сама по себе. Точный контроль пролиферации клеток ( in vitro и in vivo ) обеспечивает функциональность конструкции. В дополнение к представляющим интерес первичным клеткам (, например, , гепатоциты в конструкции печени) большинство тканей также содержат другие типы клеток, которые участвуют в поддерживающих, структурных или барьерных функциях (селективный транспорт) ( e.g ., печень также содержит синусоидальные эндотелиальные клетки и фагоцитирующие клетки Купфера) и также может участвовать в васкуляризации или может играть роль в поддержании и дифференцировке стволовых клеток.

    В настоящее время 3D-биопечать включает в себя нанесение множества первичных типов клеток в узоры, которые точно представляют нативную ткань. В случае автоматической перестройки и самосборки в 3D-конструкцию печать включает биочернила стволовых клеток, которые могут размножаться и дифференцироваться в требуемые типы клеток.Поддержание и точное воспроизведение физиологической функции клеток в трехмерной конструкции важны, и, следовательно, критерии, применяемые для выбора клеток, играют решающую роль в правильном функционировании [47].

    Отторжение иммунной системой хозяина является проблемой при трансплантации тканей и органов. Этот вопрос можно решить, используя аутологичные клетки для 3D-биопечати органов и тканей. Источник аутологичных клеток включает биопсию, генерацию и дифференцировку аутологичных стволовых клеток или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.Хотя аутологичные клетки являются очень надежным источником, они бесполезны, если пациент уже болен, клетки инфицированы или имеют метаболические или наследственные нарушения. В таких случаях, особенно в случае генетического нарушения, 3D-конструкция непригодна для трансплантации, но может быть полезна в случае терапевтической разработки ( например, . Генетическая мутация в раковых клетках будет полезна для конструирования 3D-биопечатной опухоли. модель). В случае метаболического расстройства аутологичные клетки могут оказаться неспособными выполнять обычно желаемую функцию в биопечатных органах.

    Продление функциональности любых напечатанных на 3D-принтере тканей и органов является ключом к успеху. Однако такие типы клеток, как сердце, печень и иммунные клетки, не только трудно изолировать от источника, но и трудно культивировать в лаборатории из-за их ограниченного срока службы[48]. Самообновление, способность дифференцироваться в любой тип клеток и способность генерировать многофункциональные тканеспецифичные клеточные фенотипы являются решением таких проблем. Эмбриональные стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки обладают всеми этими свойствами и, следовательно, являются многообещающими типами клеток для трехмерной биопечати органов и тканей [49].3D-биопечатные органы требуют самообновления или самовосполнения для поддержания функциональности, в связи с этим способность плюрипотентных стволовых клеток размножаться в несколько раз подчеркивает их потенциал в 3D-биоконструкции. Другие типы стволовых клеток, такие как стволовые клетки из костного мозга [50-52] и жира [53] или перинатальные стволовые клетки из амниотической жидкости [54] или плаценты [55], обладают ограниченной мультипотентной способностью к дифференцировке. Эти типы клеток считаются более безопасными для трехмерной биопечатной конструкции.Эти клетки также удовлетворяют критериям аутологичных типов клеток и, следовательно, имеют потенциальное применение в регенеративной медицине. Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) также являются хорошим источником клеток, но их изоляция затруднена. Однако создание новых протоколов выделения, экспансии и дифференцировки теперь делает их надежным и многообещающим источником биоконструкций. Клинически необходимое количество МСК было эффективно генерировано in vitro и нашли применение в клинических испытаниях и регенеративной медицине[50-52].Будущие разработки в области биотехнологии и методов культивирования клеток, вероятно, будут полезны для использования других популяций стволовых клеток для биопечати и регенеративной медицины; это не просто гипотеза, а потенциальная возможность.

    3D-ПЕЧАТЬ В ДОКЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ И ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКЕ ПРОТИВОРАКОВЫХ ПРЕПАРАТОВ

    Эксперименты по разработке терапевтических препаратов и оптимизации терапии на генетически модифицированных мышах, 2D-культуре клеток, 3D-совместном культивировании и ксенотрансплантате опухолевых клеток человека голым мышам являются важным инструментом и внесли огромный вклад в онкологические исследования [31,56,57].Физиологически микроокружение опухоли чрезвычайно сложно, в котором генетически мутантные и фенотипически пролиферативные раковые клетки взаимодействуют не только друг с другом, но и реципрокно взаимодействуют с микроокружением стромы и иммунной системы [58]. Моделирование гетерогенной сложности типичной опухоли с использованием трехмерных биопечатных тканей и органов для доклинических испытаний может стать инновационным и новым подходом к доклиническим испытаниям и терапевтической разработке противораковых препаратов.

    Определение эффективности, токсичности, фармакодинамики, фармакокинетики и механизма действия являются важными исследованиями для разработки эффективных противораковых терапевтических средств. Клеточные культуры и исследования на животных сыграли важную роль в этом процессе. Взаимодействие опухолевых клеток и микроокружения хозяина приводит к рекрутированию компонентов, необходимых для передачи воспалительных и иммунных сигналов. Этому набору сигнальных компонентов предшествует активация фибробластов и эндотелиальных клеток.Микроокружение опухоли-хозяина модифицируется для отбора и адаптации генетических и фенотипических признаков опухолевых клеток. Фактически модифицированное микроокружение органа-хозяина при онкологической патологии в конечном итоге способствует росту опухолевых клеток. Это взаимное взаимодействие между опухолевыми клетками и микроокружением на самом деле необходимо для обмана иммунной системы, пролиферации и метастазирования [59]. Микроокружение хозяина не только подвергается воздействию различных экологических стимулов, но и, если смотреть с точки зрения популяции, генетически и фенотипически настолько разнообразно, что одна и та же опухоль будет расти и вести себя по-разному в разных физиологических условиях (у разных пациентов).Моделирование такого огромного разнообразия (тысячи генов) в двумерных клеточных культурах и на животных моделях для проверки токсичности и эффективности лекарств-кандидатов — гигантская задача. Принципиально невозможно экстраполировать результаты, полученные на одной или двух тестовых моделях, на многочисленные варианты опухолей в широкой генетически гетерогенной популяции.

    Культуры клеток, полученные из линии опухолевых клеток человека, дают преимущества биологии только первичной опухоли, но не могут моделировать или имитировать сложность взаимодействия между пролиферирующими опухолевыми клетками и микроокружением.Ксенотрансплантаты у мышей с ослабленным иммунитетом взаимодействуют с окружающими типами клеток, которые отличаются от нативных типов клеток, и, следовательно, пересаженные опухолевые клетки могут вести себя по-разному у мышей. В целом, мышиные модели ксенотрансплантатов добавили ограниченную ценность двумерной клеточной культуре. Точно так же отсутствие работы иммунной системы и недостаточное взаимодействие между опухолевыми клетками человека и стромальными клетками человека по существу не представляют микроокружение опухоли человека.

    Organovo в настоящее время является молодой, но устоявшейся медицинской исследовательской компанией, которая проектирует и разрабатывает функциональные трехмерные ткани и органы человека для медицинских и фармацевтических исследований и терапевтических разработок.Основное внимание этой инновационной компании уделяется ускорению доклинических и клинических испытаний лекарственных средств путем биопечати человеческих тканей и органов, имитирующих человеческий орган in vitro . Трехмерные биопечатные конструкции позволяют исследователям разрабатывать методы лечения и терапии быстрее, с очень низкими затратами и без риска для живых субъектов. Чтобы помочь процессу разработки лекарств, Organovo теперь объединилась с биофармацевтическими и фармацевтическими компаниями и отказалась от академических медицинских исследовательских центров для разработки, создания, стандартизации и проверки более человекоподобных тканей in vitro для моделирования заболеваний и тестирования лекарств, эффективности и токсичности.

    3D-биопечатные ткани и органы, напечатанные из человеческих/аутологичных клеток, теоретически обеспечивают такое же микроокружение, как и ткани и органы внутри тела. Отдельные клетки 3D-конструкции находятся в том же микроокружении, что и ткани организма. Это дает исследователю возможность проводить эксперименты по тестированию наркотиков in vitro в живых тканях и органах. Это также исключает возможность тестирования лекарств на живом человеке; тем самым преодолевая разрыв между доклиническими экспериментами и клиническими испытаниями.

    Биопечатные ткани Organovo созданы из клеток человека. Биопечатная конструкция воссоздает различные биологические аспекты in vitro , например ., микроокружение и биологию, взаимные взаимодействия между клетками и факторами микроокружения и моделирует внеклеточный матрикс исходной ткани, включая внеклеточные электролиты. Биопечатные ткани exVive3D TM компании Organovo могут снизить риски неудач и затраты, связанные с процессом разработки лекарств и терапевтических средств.Эксперименты по тестированию лекарственных средств in vitro Распечатанные на 3D-принтере ткани человека позволяют получить данные о тканях человека до начала клинических испытаний на людях.

    Печень является основным местом метаболизма многих эндогенных ( например ., гормонов) и экзогенных ( например ., ксенобиотиков) веществ. Печень exVive3D компании Organovo представляет собой биопечатную модель печени человека, состоящую в основном из гепатоцитов, звездчатых клеток печени и эндотелиальных клеток. Ткань печени exVive3D от Organovo секретирует важные белки, такие как фибриноген, альбумин и трансферрин, пропорционально их уровням в целой печени.Уровни секретируемых АТФ и лактатдегидрогеназы также находятся в пределах нормы по сравнению со всей печенью. Эта модель печени может быть очень важным инструментом для изучения пути метаболизма различных экзогенных и эндогенных веществ.

    Реалистичные последствия использования технологии 3D-печати в процессе открытия и разработки лекарств включают оптимизацию методологий доклинических и клинических исследований. Пробел в исследованиях, существующий между оптимизацией молекулы свинца, доклиническими исследованиями и клиническими исследованиями, может быть заполнен трехмерной конструкцией тканей человека.Кроме того, 3D-конструкции могут снизить риск неудач и затраты, связанные с заключительными этапами процесса открытия и разработки лекарств. Трехмерные биопечатные модели, в отличие от традиционных моделей клеточных культур, могут быть стандартизированы и проверены для ответа на сложные вопросы, связанные с биологией рака человека на молекулярном и тканевом уровнях.

    Сегодняшних данных исследований человека, напечатанных на 3D-принтере, недостаточно, чтобы заменить классические модели клеточных культур и животных. Тем не менее, недавний прагматический сдвиг в сторону трехмерных биопечатных тканей и органов может быть достаточным, чтобы получить достаточно доказательств, подтверждающих его полезность в процессе разработки лекарств.Рано или поздно исследователь будет достаточно уверен, чтобы сделать звонок с высоким уровнем уверенности. Раннее заключение на доклинической стадии стало возможным благодаря развитию технологии 3D-биопечати; тем самым снижая риск, связанный с заключительной стадией клинических испытаний.

    Раннее прогнозирование риска, связанного с процессом открытия лекарств, может быть уменьшено с помощью 3D-печатных тканей, например, ., Mou et al [60] использовали клетки немелкоклеточного рака легкого 95D для совместного культивирования с помощью 3D-биопечатного каркаса для создания модели рака легких in vitro .Это исследование Mou et al [60] было сосредоточено на сравнительном сравнении биологических функций клеток рака легкого в 2D и 3D условиях окружающей среды. 3D-каркас был построен с использованием натуральных продуктов, таких как агароза и альгинат, а технология 3D-печати использовалась для нанесения клеточных культур на каркас. Типы клеток 95D использовали для совместного культивирования с этим каркасом. Наиболее важное наблюдение этого исследования говорит нам о веретеновидной и полигональной морфологии клеток, культивируемых в 2D-лунках, тогда как клетки, выращенные в 3D-культуре, агрегировали в сфероиды и были способны мигрировать и проникать в окружающую область каркаса ( Рисунок 3).

    Рисунок 3 Морфология клеток немелкоклеточного рака легкого 95D в условиях двумерного и трехмерного культивирования. 2D-культивируемые клетки (A) имеют черепичную, многоугольную форму, форму длинного веретена и содержат больше псевдоподий. Напротив, группы культур с 3D-морфологией (B) представляют собой комбинацию круглых и овальных форм, демонстрируют плотную межклеточную агрегацию и адгезию. Кроме того, есть данные о множественных размерах клеток, распределенных по разным порам каркаса [60].2D: двумерный; 3D: трехмерный. Анализ метаболической активности клеток

    показал, что скорость размножения 3D-культивируемых клеток в течение 2-6 дней была значительно ниже по сравнению с 2D-культивируемыми клетками. С другой стороны, те клетки, которые культивировались в течение более длительного времени (8-9 дней), были значительно выше, чем у 2D-культивируемых клеток, демонстрируя пролиферативную активность раковых клеток, выращенных в 2D-культурах в течение 8-9 дней. заторможенный. Также наблюдается, что клетки, выращенные на 3D-каркасах, сохраняли высокую скорость пролиферации в течение более длительного периода времени.В конце концов, был сделан вывод, что отличалась не только морфология клеток и скорость пролиферации, но и экспрессия ассоциированного белка. Также было обнаружено, что рост клеток рака легкого в 3D-культуре отличается от 2D-культивируемых клеток. Мы также можем сделать вывод, что 3D-каркас из агарозы и альгината может лучше имитировать микроокружение рака легких in vivo , и в будущем эта 3D-конструкция может стать многообещающей моделью для исследований рака легких.

    Кости были сконструированы с использованием мезенхимальных стволовых клеток человека, которые подвергались совместной печати с акрилированными пептидами и акрилированным поли(этиленгликолем). Для изготовления этой конструкции использовалась технология струйной биопечати[61]. Стволовые клетки костного мозга с гидрогелями, такими как альгинат, агароза, Matrigel ® и Lutrol ® F127, распределялись вместе с использованием 3D-биопринтера [62]. Напечатанные стволовые клетки костного мозга в сочетании с гидрогелями оказались функциональными и жизнеспособными в трехмерной конструкции.Механически более прочная 3D-биопечатная конструкция, содержащая два разных типа клеток, также была изготовлена ​​для регенерации костно-хрящевой ткани [63].

    Стволовые клетки, полученные из жировой ткани, обладают универсальной способностью дифференцироваться по множеству путей дифференцировки. Эти клетки могут быть выделены из жировой ткани человека и могут сыграть решающую роль в регенеративной медицине. Yao et al [64] использовали стволовые клетки жировой ткани вместе с гидрогелем (желатин-альгинат) для биопечати 3D-конструкции кубической формы.Эта работа в значительной степени способствовала идее трехмерной конструкции жировой ткани с функциональными сосудами для эффективного кровотока. Развитие кровеносных сосудов внутри 3D-печатной жировой ткани означает лучшую симуляцию для изучения сложных биологических явлений in vitro , например ., дифференцировки стволовых клеток, клеточной передачи сигналов и взаимодействия и т. д. . Одним из важных результатов этого исследования является то, что жировые стволовые клетки не только пролиферируют сами по себе, но и дифференцируются внутри трехмерной конструкции.При добавлении основного фактора роста фибробластов клетки, присутствующие в трехмерном каркасе, превращались в эндотелиальные клетки, а клетки, внедренные в гидрогель, разделялись на жировоподобные клетки. Было обнаружено, что конструкции оставались неповрежденными в течение примерно 60 дней [65].

    Lee et al [66] использовали клетки, такие как кератиноциты, фибробласты и коллаген, для разработки конструкции кожи in vitro . Кератиноциты представлены и преобразованы в слой эпидермиса, фибробласты — в слой дермы, а коллаген представляет собой внеклеточный матрикс кожи (рис. 4).Гистологические, биохимические, световые и флуоресцентные микроскопические исследования показали, что напечатанная на 3D-принтере кожа не только морфологически, но и биологически подобна натуральной коже[66,67]. Koch et al [68], с другой стороны, использовали индуцированный лазером прямой перенос (LIFT) для разработки трехмерной кожи. Koch et al [68] использовали клетки кожи, такие как фибробласты и кератиноциты, для представления клеток слоев дермы и эпидермиса кожи соответственно, а также использовали мезенхимальные стволовые клетки человека для дифференцировки в другие полезные клетки.Все эти клетки были использованы в виде биочернил, а затем были нанесены с помощью лазерно-индуцированного метода прямого переноса.

    Рисунок 4 Форма и форма печатной ткани кожи. Сравнение тканей кожи, изготовленных с помощью 3D-биопечати и ручного осаждения, показывает, что напечатанные образцы кожи (A, B) сохраняют свою форму (размеры) и форму, тогда как структуры, нанесенные вручную (C, D), сжимаются и образуют вогнутые формы ( пряжка) в условиях погруженной культуры через 7 дней.

    Сосудистая система переносит кислород, питательные вещества и токсичные остатки из клетки туда и обратно и, следовательно, считается очень важным компонентом сложной системы органов. В регенеративной медицине разработка in vitro сосудистых структур может помочь нам биопринтировать более крупный и чрезвычайно сложный орган[69]. Skardal et al [70] были первыми, кто сшил тетраэдрические тетракрилаты полиэтиленгликоля с гиалуронановыми гидрогелями для создания трехмерной биоконструкции сосудистой системы.Skardal и соавт. [70] использовали биопринтеры, работающие по принципу экструзии (рис. 5). Недавно Kolesky и соавт. [71] также разработали сложный сосудистый каркас с использованием клеточных суспензий на основе геля, жертвенного и летучего геля и литейной полости, заполненной гелем GelMA.

    Рис. 5 Изображения поперечного сечения трехмерной биопечатной ткани (клетки NIH 3T3), содержащей инкапсулированный флуоресцентный индикатор HA-BODIPY для улучшения визуализации. Виды поперечного сечения биопечатных сосудистых конструкций были сделаны (A) сразу после печати; (Б) через 14 дней; и (C) через 28 дней культивирования с использованием окрашивания LIVE/DEAD для выделения жизнеспособных и мертвых клеток. Зеленая флуоресценция указывает на живые клетки, окрашенные кальцеином АМ [70].

    Miller et al [72] впервые применили биопечать сложной сосудистой структуры с использованием углеводного стекла. Углеводное стекло использовали в качестве расходуемого субстрата/матрицы для адгезии клеток.Жертва углеводного стекла после осаждения клеток приводит к образованию цилиндрических сосудов. Стенка углеводного стекла была выстлана эндотелиальными клетками, и кровь проталкивалась через нее под высоким пульсирующим давлением. После уничтожения углеводной стеклянной стенки оставшаяся сеть полых каналов была заселена эндотелиальными клетками пупочной вены человека, чтобы прикрепиться к стенке полых каналов. По сравнению с другими методами, обсуждавшимися ранее, подход Miller et al [72] не только прост и дает больший контроль над геометрией сети, но также хорошо подходит для различных типов природных и синтетических внеклеточных материалов, различного разнообразия клетками и различными методами сшивки.Miller et al [72] также доказали, что сосудистая система способна переносить метаболическую функцию крысиных гепатоцитов в 3D-конструкциях [72]. Norotte и соавт. [73], с другой стороны, разработали метод подготовки сосудистой ткани без каркаса l. Norotte и соавт. [73] использовали фибробласты и гладкомышечные клетки с агарозой в качестве поддерживающего геля.

    Для изучения воспаления в слизистой оболочке кишечника Leonard et al [74] разработали комплекс in vitro модель.Leonard et al [74] использовали клеточную линию энтероцитов, иммунокомпетентные макрофаги и дендритные клетки для создания трехмерной модели слизистой оболочки кишечника. Затем эту напечатанную на 3D-принтере модель слизистой оболочки кишечника стимулировали с помощью липополисахаридов из Escherichia coli и Salmonella typhimurium , интерлейкина-1β и интерферона-γ. Стимуляция способствовала развитию естественных патофизиологических изменений, происходящих в кишечнике при воспалении. Различные клеточные линии, такие как Caco-2, HT-29 и T84, использовались для разработки 3D-конструкций и стимулировались одними и теми же провоспалительными молекулами.Было замечено, что клетки Caco-2 очень чувствительны к провоспалительным молекулам интерлейкина-1β (рис. 6).

    Рисунок 6 Экспериментальная установка трехмерной совместной культуры, состоящая из эпителиальных клеток кишечника, макрофагов и дендритных клеток[74].

    Вышеупомянутые примеры трехмерных биопечатных тканей и органов могут ускорить процесс разработки терапевтических средств и облегчить исследование патофизиологии рака in vitro.Недавний прогресс в технологии стволовых клеток (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки) значительно дополнит исследования в области 3D-биопечати. Индуцированная плюрипотентная стволовая клетка имеет уникальный характер дедифференцировки, а затем редифференцировки в выбранные ткани [75]. Технология индуцированных плюрипотентных стволовых клеток играет очень важную роль в 3D-биопечати и трансплантации твердых органов. В будущем трехмерная модель опухоли для конкретного пациента также может произвести революцию в области персонализированного лечения.

    ПРЕИМУЩЕСТВА 3D ПЕЧАТНЫХ МОДЕЛЕЙ ОПУХОЛИ – СРАВНЕНИЕ С 2D ПЛАНАРНЫМИ МОНОКУЛЬТУРНЫМИ И 3D СОКУЛЬТУРНЫМИ МОДЕЛЯМИ

    Наиболее эффективным способом изучения прогрессирования опухоли и оценки противоопухолевых препаратов являются регулируемые и структурированные клинические испытания на людях. Однако прямая оценка патофизиологического процесса развития рака и противоопухолевой активности препаратов крайне неэтична из соображений безопасности. Для преодоления этических проблем высоко ценятся доклинические исследования на моделях опухолей.Разработано несколько доклинических моделей опухолей, таких как клеточная культура, ксенотрансплантат, мышиная модель и трехмерная культура ткани, которые, как считается, напоминают естественные опухоли с точки зрения задействованных патофизиологических процессов [76-78]. В настоящее время доступны данные, доказывающие, что микроокружение опухоли является ключевым регулятором нескольких стадий патофизиологии прогрессирования рака. Микроокружение опухоли особенно важно с точки зрения развития резистентности, изобретения дистанционных органов и ухода от иммунного надзора. будущее.В будущем медицинские вмешательства в клинической онкологии также будут включать терапевтические средства, нацеленные на микроокружение. Систематическое и методологическое исследование микроокружения опухоли с помощью трехмерных биопечатных моделей опухоли будет способствовать оценке и выбору агентов-кандидатов из доклинических испытаний [79]. Это не только ускорит процесс разработки лекарств, но и сэкономит ресурсы.

    Фактором, который играет важную роль в поздних стадиях злокачественных новообразований, является неправильная активация поддерживающей ткани, называемой стромой.В большинстве случаев злокачественных новообразований строма утрачивает свою соединительную и структурную роль. Различные типы стромальных клеток включают перициты, гладкомышечные клетки, адипоциты, иммунные клетки, эндотелиальные клетки, фибробласты, и т.д. . Микроокружение опухоли также содержит различные факторы роста, множество гормонов, несколько структурных и функциональных белков, ферментов, цитокинов и малых цитокинов, большинство из которых работает как первичные и вторичные сигнальные молекулы и лиганды для рецепторов. Наличие всех этих функциональных возможностей в микроокружении может широко влиять не только на фармакокинетику, но и на фармакодинамику противоопухолевых препаратов.Таким образом, терапевтический результат широко регулируется нормальной или аномальной экспрессией этих внеклеточных белков. В настоящее время хорошо известно, что функции белков и генов странным образом различаются при изучении их in vivo и in vitro . Изучение влияния этих генетических изменений на лекарственный ответ как в исходной, так и в поврежденной опухолевой микросреде очень важно для плодотворной разработки лекарств, трансляционных противоопухолевых режимов и оптимизации методов лечения.Эти и несколько других факторов имеют жизненно важное значение для развития злокачественных новообразований, и их очень трудно перестроить в 2D-моделях и моделях совместного культивирования [80,81].

    Генетически активированная строма сарком и карцином не только состоит из связанных с раком фибробластов и миофибробластов, но и может быть идентифицирована благодаря измененным компонентам матрикса, изменениям в синтезе белков, связанным с механизмом репарации, и перепрограммированному процессу распада [80,81]. Помимо опорной функции, стромальные клетки также играют важную роль в физической и биологической защите микроокружения.Эта функциональность фактически ограничивает эффективную доставку терапевтических препаратов к раковым клеткам. Измененные компоненты микроокружения опухоли, в том числе синтез белков, участвующих в механизме репарации, обеспечивают неограниченный рост опухолевых клеток. Опухолевые клетки в благоприятной среде успешно избегают сигналов апоптоза, вызванных цитотоксичностью, и развивают различные стратегии устойчивости для выбора злокачественных фенотипов.

    Корреляция выживаемости и способности стромы подавлять канцерогенез уже установлена[82].Однако, однажды деформировавшись в сторону ассоциированного с опухолью соседа из-за таких раздражителей, как воспаление, инфекция, мутация и т.д. ., стромальная защитная функция может быть изменена для стимуляции пролиферации [83-85]. В измененном состоянии стромальные клетки начинают эволюционировать вместе с раковыми клетками и начинают синтез факторов роста, цитокинов, хемокинов и т.д. ., которые ускоряют прогрессирование заболевания [86]. В дополнение к этому, многие исследования in vitr o доказали сложную роль микроокружения опухоли в развитии рака.Эксперименты с генетически модифицированной стромой доказали важность микроокружения опухоли в прогрессировании заболевания [87,88].

    Было обнаружено, что инфекция, иммунная сигнализация и воспаление связаны с несколькими типами рака. Например, карцинома печени, которая является основной причиной смерти у пациентов с циррозом печени и увеличивает риск колоректального рака у пациентов с повышенным воспалением, связана с неразрешенной воспалительной сигнализацией [89]. Точно так же вирусы, бактерии и паразиты также являются основной причиной различных видов рака.Более высокий уровень множественных видов рака, таких как рак желудочно-кишечного тракта, легких, репродуктивной системы и кожи, был обнаружен у женщин-реципиентов органов с подавленным иммунитетом [90]. Ретроспективный анализ выявил более высокую заболеваемость раком, связанным со СПИДом (90 658, например, 90 659., саркома Капоши, рак шейки матки, неходжкинская лимфома), и раком, не связанным со СПИДом (90 658, например, 90 659., языка, кожи, легких, ЦНС и множественные миеломы) у ВИЧ-инфицированных пациентов [91]. Различные ферментные белки, такие как матриксная металлопротеиназа, в частности, матриксная металлопротеиназа-2 и матриксная металлопротеиназа-9, играют роль в опухолевой прогрессии.Например, матриксная металлопротеиназа-2 и матриксная металлопротеиназа-9 позволяют раковым клеткам проникать через внеклеточный матрикс микроокружения опухоли и тесно связаны с метастазированием рака. Обнаружено, что активность различных матриксных металлопротеиназ увеличивается при развитии рака шейки матки [92] и может быть эффективно изучена в трехмерных биопечатных моделях опухолей [93].

    Развитие резистентности к терапевтическому вмешательству является главной проблемой в клинической онкологии.В дополнение к подпитке роста опухоли измененное микроокружение опухоли модифицирует реакцию на лечение, влияя на чувствительность клеток к противоопухолевым агентам. Снижение чувствительности клеток к противоопухолевым препаратам приводит к лекарственной устойчивости. Лекарственная устойчивость, вызванная изменением микроокружения опухоли, не ограничивается классическими агентами, такими как химиотерапия. Вместо этого он охватывает различные терапевтические материалы, включая таргетные агенты и системы таргетной доставки лекарств[94]. Недавно была оценена роль микроокружения опухоли в защите клеток острого миелоидного лейкоза или хронического лимфоцитарного лейкоза от фармацевтических агентов, таких как антрациклины, алкилирующие агенты, иматиниб и аналоги нуклеозидов.Обнаружена защитная роль микроокружения опухоли в защите мутантных клеток янус-киназы 2 от ингибиторов янус-киназы. Роль микроокружения опухоли также наблюдается в защите солидных опухолей от эрлотиниба и цетуксимаба. Точно так же недавние результаты описывают защиту меланомы от ингибиторов RAF, таких как вемурафениб [95-97]. Обнаружено, что резистентность, вызванная микроокружением опухоли, направлена ​​через несколько клеточных клонов и изменение компонентов стромы (90–658 e.г ., фибробласты, эндотелиальные клетки и др. .) [94,98].

    Защита опухолевых клеток с помощью микроокружения опухоли применима к множеству терапевтических стратегий и зависит от индивидуальных различий. Например, при лечении меланомы ингибиторами митоген-активируемой протеинкиназы макрофаги, ассоциированные с опухолью, размножаются и высвобождают цитокиноподобный фактор некроза опухоли-α в качестве ключевого фактора роста, который обеспечивает устойчивость к таргетной терапии через фактор транскрипции микрофтальмии [4]. 99].Точно так же некоторые раковые эндотелиальные клетки секретируют интерлейкин-6 и тканевой ингибитор металлопротеиназы-1 в качестве факторов выживания. Было обнаружено, что оба фактора в значительной степени участвуют в резистентности лимфомы, когда модель лимфомы Беркитта на мышах Eμ-Myc лечили противораковым антибиотиком доксорубицином. Это может быть обращено вспять или может быть достигнута хорошая химиотерапевтическая эффективность путем ингибирования этих факторов выживания или путем стимуляции митоген-активируемой протеинкиназы р38 [100].Другим известным примером защиты раковых клеток, оказываемой микроокружением опухоли, является химиорезистентность, вызванная усилением петли CXCL1/2-S100A8/9 противоопухолевыми агентами, используемыми при лечении рака молочной железы [101].

    Примеры, проиллюстрированные выше, демонстрируют различные способы воздействия на терапию или таргетные агенты изменениями в микроокружении опухоли. Микроокружение опухоли содержит не только опухолевые клетки, но и ряд других клеток, 90–658 e.г ., иммунные клетки, лимфатические клетки фибробласты, перициты и т.д. . Такой состав микроокружения существенно влияет на терапевтический результат[102]. В 2D-монослойных и 3D-кокультурных клеточных моделях отсутствуют проиллюстрированные характеристики природных 3D-тканей in vivo [103]. 2D монослойная культура обладает повышенными свойствами диффузии лекарственных средств, что не соответствует естественному характеру опухоли. Место действия многих лекарств находится внутри клеток, поэтому их проникновение очень важно для эффективности.Этот характер моделей клеточных культур объясняет важность трехмерных структур для должного успеха терапии.

    Для преодоления недостатков моделей клеточных культур были разработаны различные альтернативные модели животных, например, ., модели генетически измененных мышей и мышей с ослабленным иммунитетом. Модели на животных внесли огромный вклад в нынешнее понимание рака, однако они не могли отразить реальную патофизиологию, связанную с прогрессированием заболевания, из-за различий между видами [104].

    Чтобы преодолеть препятствия, связанные с моделированием точного сложного микроокружения опухоли в клеточной культуре, технология 3D-печати была адаптирована для производства тканей и органов, напечатанных с помощью 3D-биопечати. Точно так же технология 3D-печати может быть легко использована для создания 3D-моделей опухолей, которые впоследствии можно использовать для изучения биологии рака и противораковых препаратов [105, 106]. Для построения 3D-моделей опухолей in vitro были изучены различные методы, такие как 3D-каркасы для посева клеток, встраивание в гидрогель, многоклеточные сфероиды, формирование клеточного паттерна и микрожидкостные чипы [76].

    Несколько достижений в области технологии 3D-печати и исследования стволовых клеток открывают уникальные возможности для конструирования сложных органов и опухолей. Напечатанные на 3D-принтере модели органов и опухолей точно имитируют физиологическую и патофизиологическую микросреду. Точное воссоздание микроокружения опухоли способствует лучшему пониманию болезни [107,108].

    На сегодняшний день опубликовано очень мало отчетов с описанием моделей опухолей, напечатанных на 3D-принтере. Zhao et al [93] продемонстрировали использование клеток HeLa в гидрогелях желатина/альгината/фибриногена для биопечати 3D-моделей in vitro опухолей шейки матки.По сравнению с 2D-моделью клеточной культуры, 3D-печатная модель опухоли показала скорость пролиферации 90%. Zhao et al [93] также наблюдали повышенную экспрессию белка матриксной металлопротеазы и химиорезистентность в 3D-печатных моделях опухолей по сравнению с 2D-моделью клеточной культуры. Работа Чжао и др. [93] является лишь одним из примеров развития трехмерной биопечатной модели опухоли, с дальнейшим развитием технологии трехмерной печати, революция в области исследования рака не за горами.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Трехмерная биопечать моделей тканей и органов является развивающейся областью, в которой за последние несколько лет было получено несколько новаторских результатов. Тканевые конструкции с 3D-биопечатью готовятся не только для трансплантации паренхиматозных органов, но и для использования в процессе разработки лекарств. Теперь возможно изготовление реалистичных моделей тканей, органов и опухолей с помощью различных технологий 3D-биопечати. Экстраполяция результатов, полученных на клеточных культурах и животных моделях, не заслуживает доверия из-за видовых различий.Эта проблема различия видов может быть преодолена путем печати трехмерных тканей и органов из клеток человека. 3D-печатная модель опухоли, изготовленная из линий опухолевых клеток человека, определенно произведет революцию в онкологических исследованиях. Трехмерная печать является очень точной, что может быть продемонстрировано ее (струйным принтером) использованием для трансфекции генов в клетки[109,110]. В ближайшие дни 3D-биопечатные ткани и органы найдут применение в фармакологическом и токсикологическом тестировании молекул в процессе разработки лекарств.Биопечать может изменить то, как лекарство входит в клинические испытания после доклинических исследований. 3D-печать не только способна повысить процент отсева участников клинических испытаний, но и сократить затраты и время, необходимые для разработки новых лекарств. Это возможно благодаря быстрой идентификации эффективной молекулы-кандидата. Использование трехмерных биопечатных моделей устранит необходимость в моделях на животных, и, следовательно, данные, полученные в доклинических исследованиях, будут более достоверными.

    Большинство опубликованных результатов являются ранними прогнозами, и только несколько исследований методологически изучали параметры метода развития. Стандартизация и оптимизация параметров процесса печати необходимы для успешной адаптации напечатанных на 3D-принтере тканей и органов для использования их в процессе разработки лекарств. Этого можно добиться, установив взаимосвязь между структурными и функциональными параметрами. Более того, современные схемы производства основаны на математическом моделировании и компьютерном моделировании для оптимизации процесса проектирования и прогнозирования [107,109].Таким образом, эффективность тканевых конструкций можно было предсказать виртуально с помощью компьютерного моделирования до фактической печати конструкции.

    Стволовые клетки уже произвели революцию в области регенеративной медицины и играют очень важную роль в создании трехмерных моделей тканей, органов и опухолей. Стволовые клетки (, например, , индуцированные плюрипотентные стволовые клетки) предлагают больше возможностей для изготовления сложных конструкций из-за их способности дифференцироваться в различные другие типы клеток, что было подчеркнуто различными исследовательскими группами [107, 109, 111, 112].Однако необходимо решить некоторые проблемы, прежде чем стволовые клетки можно будет использовать для 3D-биопечати. Эта проблема включает в себя оптимизацию клеточной микросреды, чтобы объединить преимущества прикрепления клеток, клеточной стимуляции и механической стабильности, чтобы максимально имитировать среду in vivo .

    Распечатанные 3D-модели точно соответствуют естественным органам и по сравнению с моделями клеточных культур. Новая технология 3D-печати клеток может помочь в разработке моделей опухолей in vitro , которые будут более полезны при изучении биологии раковых клеток.Хотя методы 3D-биопечати все еще находятся в зачаточном состоянии, они предлагают потенциал для решения многих проблем, связанных с производством сложных тканей и органов. Этот метод является многообещающим инструментом для замены текущих и часто вводящих в заблуждение результатов, полученных при скрининге фармацевтических препаратов на культурах клеток и на животных. Междисциплинарные исследования и сотрудничество исследователей из различных областей необходимы для преодоления препятствий, прежде чем концепция трехмерной биопечати будет принята институциональными и фармацевтическими исследователями.Чтобы добиться успеха, нам придется решать прогрессивные проблемы 3D-биопечати, включая источники клеток и требования к биосовместимым материалам, правильную васкуляризацию, автономное созревание и непрерывную функциональность конструкции.

    Трехмерная биопечать и инженерия костной ткани: технические инновации и возможности применения в челюстно-лицевой реконструктивной хирургии | Челюстно-лицевая пластическая и реконструктивная хирургия

  • Сингх В.П., Мосс Т.П. (2015) Психологическое влияние видимых различий у пациентов с врожденными черепно-лицевыми аномалиями.Прог Православие 16: 5–5. https://doi.org/10.1186/s40510-015-0078-9

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Елсаланты М.Е., Генеков Д.Г. (2009) Костные трансплантаты в черепно-лицевой хирургии. Реконструкция черепно-челюстной травмы 2(3):125–134. https://doi.org/10.1055/s-0029-1215875

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Campana V, Milano G, Pagano E, Barba M, Cicione C, Salonna G, Lattanzi W, Logroscino G (2014) Заменители кости в ортопедической хирургии: от фундаментальной науки к клинической практике.J Mater Sci Mater Med 25 (10): 2445–2461. https://doi.org/10.1007/s10856-014-5240-2

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Оппенгеймер А.Дж., Тонг Л., Бухман С.Р. (2008) Черепно-лицевая костная пластика: новый взгляд на закон Вольфа. Реконструкция черепно-челюстной травмы 1 (1): 49–61. https://doi.org/10.1055/s-0028-1098963

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Albrektsson T, Johansson C (2001) Остеоиндукция, остеокондукция и остеоинтеграция.Eur Spine J 10 Suppl 2 (Suppl 2): ​​S96–S101. https://doi.org/10.1007/s005860100282

    Артикул Google ученый

  • Лин К., Шейх Р., Романаццо С., Рухани И. (2019) 3D-печать биокерамических каркасов-барьеров до клинического воплощения: от обещаний к реальности и перспективы на будущее. Материалы (Базель) 12(17):2660. https://doi.org/10.3390/ma12172660

    Артикул Google ученый

  • Лин К., Шейх Р., Романаццо С., Рухани И. (2019) 3D-печать биокерамических каркасов — препятствия на пути клинического воплощения: от обещаний к реальности и перспективы на будущее.Материалы 12:2660. https://doi.org/10.3390/ma12172660

    Артикул ПабМед Центральный Google ученый

  • Миттал Ю., Джиндал Г., Гарг С. (2016) Процедуры манипуляции с костью в зубных имплантатах. Индиан Дж. Дент 7 (2): 86–94. https://doi.org/10.4103/0975-962X.184650

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Amini AR, Laurencin CT, Nukavarapu SP (2012)Инженерия костной ткани: последние достижения и проблемы.Crit Rev Biomed Eng 40 (5): 363–408. https://doi.org/10.1615/critrevbiomedeng.v40.i5.10

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Каргозар С., Хашемиан С., Солеймани М., Милан П., Аскари М., Халадж В., Самадикучаксараи А., Хамзелу С., Катеби А., Латифи Н., Мозафари М., Байно Ф. (2017) Ускорение регенерации кости в биоактивном стекле/ желатиновые композитные каркасы, засеянные мезенхимальными стволовыми клетками костного мозга, сверхэкспрессирующими костный морфогенетический белок-7.Материаловедение и инженерия: C 1: 688–698. https://doi.org/10.1016/j.msec.2017.02.097

    Артикул Google ученый

  • Awad HA, O’Keefe RJ, Lee CH, Mao JJ (2014) Глава 83 – инженерия костной ткани: клинические проблемы и новые достижения в ортопедической и черепно-лицевой хирургии. В: Ланца Р., Лангер Р., Ваканти Дж. (ред.) Принципы тканевой инженерии (Четвертое издание). Academic Press, Бостон, стр. 1733–1743. дои: https://дои.орг/10.1016/B978-0-12-398358-9.00083-5

  • O’Brien FJ (2011) Биоматериалы и каркасы для тканевой инженерии. Материалы сегодня 14 (3): 88–95. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(11)70058-X

    Артикул Google ученый

  • Гассеми Т., Шахруди А., Эбрахимзаде М.Х., Мусавиан А., Моваффах Дж., Моради А. (2018) Современные концепции каркасов для инженерии костной ткани. Arch Bone Jt Surg 6(2):90–99

    PubMed ПабМед Центральный Google ученый

  • Чохолата П., Кулда В., Бабушка В. (2019) Изготовление каркасов для регенерации костной ткани.Материалы 12(4). https://doi.org/10.3390/ma12040568

  • Nyberg E, Rindone A, Dorafshar A, Grayson W (2016) Сравнение напечатанных на 3D-принтере каркасов из поли-ϵ-капролактона, функционализированных трикальцийфосфатом, гидроксиапатитом, биооссом или децеллюляризированным костным матриксом. Тканевая инженерия Часть A 23. https://doi.org/10.1089/ten.TEA.2016.0418

  • Scheitz CJF, Peck LJ, Groban ES (2018) Биотехнологическое программное обеспечение в эпоху цифровых технологий: вы выигрываете? Журнал промышленной микробиологии и биотехнологии 45 (7): 529–534.https://doi.org/10.1007/s10295-018-2009-5

    Артикул Google ученый

  • Миядзаки Т., Хотта Ю., Кунии Дж., Курияма С., Тамаки Ю. (2009) Обзор стоматологических CAD/CAM: текущее состояние и перспективы на будущее на основе 20-летнего опыта. Журнал стоматологических материалов 28:44–56. https://doi.org/10.4012/dmj.28.44

    Артикул пабмед Google ученый

  • Тамракар А., Рати М., Маллик Р., Дабас С. (2014) CAD/CAM в протезировании – футуристический обзор.

  • Lee K-H, Yeo I-S, Wu BM, Yang J-H, Han J-S, Kim S-H, Yi Y-J, Kwon T-K (2015) Влияние технологии автоматизированного производства на точность клинических безметалловых реставраций. Biomed Res Int 2015: 619027–619027. https://doi.org/10.1155/2015/619027

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Loh QL, Choong C (2013)Трехмерные каркасы для приложений тканевой инженерии: роль пористости и размера пор.Tissue Eng, часть B, ред. 19 (6): 485–502. https://doi.org/10.1089/ten.TEB.2012.0437

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • https://www.autodesk.co.uk/solutions/cad-cam.

  • Гуль М., Ариф А., Гафур Р. (2019) Роль трехмерной печати в регенерации и восстановлении пародонта: обзор литературы. J Indian Soc Periodontol 23 (6): 504–510. https://doi.org/10.4103/jisp.jisp_46_19

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Gungor-Ozkerim PS, Inci I, Zhang YS, Khademhosseini A, Dokmeci MR (2018)Биочернила для 3D-биопечати: обзор.Biomater Sci 6 (5): 915–946. https://doi.org/10.1039/c7bm00765e

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Ашаммахи Н., Ахадян С., Сюй С., Монтазерян Х., Ко Х., Насири Р., Баррос Н., Хадемхосейни А. (2019) Биочернила и технологии биопечати для создания гетерогенных и биомиметических тканевых конструкций. Материалы Сегодня Био 1:100008. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2019.100008

    Артикул Google ученый

  • Джайн А., Бансал Р. (2015) Применение регенеративной медицины при трансплантации органов.J Pharm Bioallied Sci 7(3):188–194. https://doi.org/10.4103/0975-7406.160013

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Мариани Э., Лисиньоли Г., Борзи Р.М., Пульсателли Л. (2019) Биоматериалы: инородные тела или тюнеры для иммунного ответа? Int J Mol Sci 20(3):636. https://doi.org/10.3390/ijms20030636

    Артикул ПабМед Центральный Google ученый

  • Тернбулл Г., Кларк Дж., Пикард Ф., Ричес П., Цзя Л., Хань Ф., Ли Б., Шу В. (2018) Трехмерные биоактивные композитные каркасы для инженерии костной ткани.Биоактивные материалы 3(3):278–314. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2017.10.001

    Артикул Google ученый

  • Maisani M, Pezzoli D, Chassande O, Mantovani D (2017) Клеточные каркасы на основе гидрогеля для восстановления костной ткани: как создать физиологически значимую микросреду? Журнал тканевой инженерии 8: 2041731417712073. https://doi.org/10.1177/2041731417712073

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Padovani GCFVP, Sauro S, Tay FR, Duran G, Paula AJ, Duran N (2015) Достижения в области стоматологических материалов с помощью нанотехнологий: факты, перспективы и токсикологические аспекты.Trends Biotechnol 33:621–636

    Статья Google ученый

  • Полимерные каркасы в тканевой инженерии: обзор (2011). Международный журнал науки о полимерах, 2011 г. doi: https://doi.org/10.1155/2011/2

    .

  • Dizon JRC, Espera AH, Chen Q, Advincula RC (2018) Механическая характеристика 3D-печатных полимеров. Аддитивное производство 20:44–67. https://doi.org/10.1016/j.addma.2017.12.002

    Артикул Google ученый

  • Тивари С., Патил Р., Бахадур П. (2018) Каркасы на основе полисахаридов для применения в области инженерии мягких тканей.Полимеры (Базель) 11(1):1. https://doi.org/10.3390/polym11010001

    Артикул Google ученый

  • Чохолата П., Кулда В., Бабушка В. (2019) Изготовление каркасов для регенерации костной ткани. Материалы 12:568. https://doi.org/10.3390/ma12040568

    Артикул ПабМед Центральный Google ученый

  • Гудурик В., Барей Р., Эрогес В., Латур С., Л’Эро Н., Фрикан Дж. К., Катрос С., Ле Нихуаннен Д. (2017) Характеристика печатных каркасов PLA для инженерии костной ткани.Журнал исследований биомедицинских материалов, часть A:106. https://doi.org/10.1002/jbm.a.36289

  • Гинджупалли К., Шави Г., Аверинени Р., Бхат М., Удупа Н., Упадхья Н. (2017) Полимеры на основе поли(α-гидроксикислоты): обзор материалов и аспектов разложения. Деградация и стабильность полимеров 144. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2017.08.024.

  • Saad B, Suter UW (2001) Биоразлагаемые полимерные материалы. В: Buschow KHJ, Cahn RW, Flemings MC et al (eds) Encyclopedia of Materials: Science and Technology.Эльзевир, Оксфорд, стр. 551–555. https://doi.org/10.1016/B0-08-043152-6/00105-4

    Глава Google ученый

  • Рагхавендра С.С., Джадхав Г.Р., Гатани К.М., Котадия П. (2017) Биокерамика в эндодонтии — обзор. J Istanb Univ Fac Dent 51 (3 Suppl 1): S128-S137. Дои: https://doi.org/10.17096/jiufd.63659

  • van Vugt TA, Geurts JAP, Arts JJ, Lindfors NC (2017) 3 — биоматериалы в лечении ортопедических инфекций.В: Geurts J (ed) Arts JJC. Издательство Woodhead, Ведение перипротезных инфекций суставов (PJI), стр. 41–68. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100205-6.00003-3

    Google ученый

  • Fernandes HR, Gaddam A, Rebelo A, Brazete D, Stan GE, Ferreira JMF (2018) Биоактивные стекла и стеклокерамика для медицинских применений в регенерации костей и тканевой инженерии. Материалы (Базель) 11(12):2530. https://doi.org/10.3390/ma11122530

    Артикул Google ученый

  • Исикава К., Мацуя С., Миямото Ю., Кавате К. (2003) 9.05 — биокерамика. В: Milne I, Ritchie RO, Karihaloo B (eds) Комплексная структурная целостность. Пергамон, Оксфорд, стр. 169–214. https://doi.org/10.1016/B0-08-043749-4/09146-1

    Глава Google ученый

  • Хёльцль К., Лин С., Титгат Л., Ван Влиерберг С., Гу Л., Овсяников А. (2016) Свойства биочернил до, во время и после 3D-биопечати. Биофабрикация 8. https://doi.org/10.1088/1758-5090/8/3/032002

  • Rajzer I (2014) Изготовление биоактивных каркасов из поликапролактона/гидроксиапатита с конечными двухслойными нано-/микроволокнистыми структурами для применения в тканевой инженерии.Журнал материаловедения 49(16):5799–5807. https://doi.org/10.1007/s10853-014-8311-3

    Артикул Google ученый

  • Гролл Дж., Бердик Дж.А., Чо Д.В., Дерби Б., Гелински М., Хейлсхорн С.К. и др. (2018) Определение биочернил и их отличие от биоматериальных чернил. Биофабрикация 11(1):013001. https://doi.org/10.1088/1758-5090/aaec52

    Артикул пабмед Google ученый

  • Ло Б., Пархэм Л. (2009) Этические вопросы исследования стволовых клеток.Endocr Rev 30 (3): 204–213. https://doi.org/10.1210/er.2008-0031

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Shen C, Yang C, Xu S, Zhao H (2019) Сравнение способности к остеогенной дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток, полученных из амниотической мембраны человека (AM), пуповины (UC), хорионической мембраны (CM) и децидуальной оболочки (ОКРУГ КОЛУМБИЯ). Cell Biosci 9: 17–17. https://doi.org/10.1186/s13578-019-0281-3

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Данг М., Сондерс Л., Ниу Х., Фан Ю., Ма П.С. (2018) Биомиметическая доставка сигналов для инженерии костной ткани.Исследования костей 6(1):25. https://doi.org/10.1038/s41413-018-0025-8

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Keriquel V, Oliveira H, Rémy M, Ziane S, Delmond S, Rousseau B et al (2017)Печать мезенхимальных стромальных клеток in situ с помощью лазерной биопечати для целей регенерации кости in vivo. Научные отчеты 7 (1): 1778–1778. https://doi.org/10.1038/s41598-017-01914-x

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Вишер Д.О., Фарре-Гуаш Э., Хелдер М.Н., Гиббс С., Форузанфар Т., ван Зуйлен П.П., Вольф Дж. (2016) Достижения в технологиях биопечати для черепно-лицевой реконструкции.Тенденции в биотехнологии 34 (9): 700–710. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2016.04.001

    Артикул Google ученый

  • Cui X, Boland T, D’Lima DD, Lotz MK (2012) Термическая струйная печать в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Недавняя формула Pat Drug Deliv 6(2):149–155. https://doi.org/10.2174/187221112800672949

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Иванага С., Араи К., Накамура М. (2015) Глава 4 — струйная биопечать.В: Atala A, Yoo JJ (eds) Essentials of 3D Biofabrication and Translation. Academic Press, Бостон, стр. 61–79. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800972-7.00004-9

    Глава Google ученый

  • Хёльцль К., Лин С., Титгат Л., Ван Влиерберг С., Гу Л., Овсяников А. (2016) Свойства биочернил до, во время и после 3D-биопечати. Биофабрикация 8(3):032002. https://doi.org/10.1088/1758-5090/8/3/032002

    Артикул пабмед Google ученый

  • Дерахшанфар С., Мбелек Р., Сюй К., Чжан С., Чжун В., Син М. (2018) 3D-биопечать для биомедицинских устройств и тканевой инженерии: обзор последних тенденций и достижений.Биоактивные материалы 3(2):144–156. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2017.11.008

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Хансен С.Дж., Саксена Р., Колески Д.Б., Верицелла Дж.Дж., Кранц С.Дж., Малдауни Г.П., Кристенсен К.Т., Льюис Дж.А. (2013) Высокопроизводительная печать с использованием микрососудистых мультисопловых массивов. Дополнительные материалы 25 (1): 96–102. https://doi.org/10.1002/adma.201203321

    Артикул пабмед Google ученый

  • Xu T, Baicu C, Aho M, Zile M, Boland T (2009) Изготовление и характеристика биоинженерных псевдотканей сердца.Биофабрикация 1(3):035001–035001. https://doi.org/10.1088/1758-5082/1/3/035001

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Tse C, Whiteley R, Yu T, Stringer J, MacNeil S, Haycock JW, Smith PJ (2016) Струйная печать Шванновских клеток и нейронных аналогов клеток NG108-15. Биофабрикация 8(1):015017. https://doi.org/10.1088/1758-5090/8/1/015017

    Артикул пабмед Google ученый

  • Ляо В., Сюй Л., Ванграо К., Ду Ю., Сюн К., Яо И. (2019) Трехмерная печать биоматериалами в инженерии черепно-лицевых и зубных тканей.PeerJ 7:e7271. https://doi.org/10.7717/peerj.7271

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Gao G, Schilling AF, Yonezawa T, Wang J, Dai G, Cui X (2014) Биоактивные наночастицы стимулируют образование костной ткани в биопечатных трехмерных каркасах и мезенхимальных стволовых клетках человека. Биотехнологический журнал 9 (10): 1304–1311. https://doi.org/10.1002/biot.201400305

    Артикул пабмед Google ученый

  • Инзана Дж.А., Олвера Д., Фуллер С.М., Келли Дж.П., Грейв О.А., Шварц Э.М., Кейтс С.Л., Авад Х.А. (2014) 3D-печать композитных каркасов из фосфата кальция и коллагена для регенерации кости.Биоматериалы 35(13):4026–4034. https://doi.org/10.1016/j.bimaterials.2014.01.064

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Saijo H, Igawa K, Kanno Y, Mori Y, Kondo K, Shimizu K et al (2009) Челюстно-лицевая реконструкция с использованием изготовленных на заказ искусственных костей, изготовленных с помощью технологии струйной печати. Журнал искусственных органов 12 (3): 200–205. https://doi.org/10.1007/s10047-009-0462-7

    Артикул пабмед Google ученый

  • Shen C, Zhang Y, Li Q, Zhu M, Hou Y, Qu M, Xu Y, Chai G (2014) Применение метода трехмерной печати при изготовлении искусственной кости для костного дефекта после остеотомии угла нижней челюсти.Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi 28(3):300–303

    PubMed Google ученый

  • Пати Ф., Джанг Дж., Ли Дж.В., Чо д.у. (2015) Экструзионная биопечать. В. стр. 123-152. дои: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800972-7.00007-4

  • Вюст С., Мюллер Р., Хофманн С. (2011) Контролируемое расположение клеток в биоматериалах – подходы к 3D-печати тканей. J Funct Biomater 2 (3): 119–154. https://doi.org/10.3390/jfb2030119

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Panwar A, Tan LP (2016) Текущее состояние биочернил для 3D-биопечати на основе микроэкструзии.Molecules (Базель, Швейцария) 21 (6): 685. https://doi.org/10.3390/molecules21060685

  • Lee J-S, Hong JM, Jung JW, Shim J-H, Oh J-H, Cho D-W (2014) 3D-печать композитной ткани сложной формы для регенерации уха. Биофабрикация 6(2):024103. https://doi.org/10.1088/1758-5082/6/2/024103

    Артикул пабмед Google ученый

  • Goh BT, Teh LY, Tan DBP, Zhang Z, Teoh SH (2015) Новый каркас из поликапролактона 3D для сохранения альвеолярного отростка – экспериментальное рандомизированное контролируемое клиническое исследование.Клинические исследования оральных имплантатов 26(3):271–277. https://doi.org/10.1111/clr.12486

    Артикул пабмед Google ученый

  • Райдер П., Качаревич З. П., Алкилдани С., Ретнасингх С., Барбек М. (2018) Биопечать каркасов тканевой инженерии. Журнал тканевой инженерии 9:2041731418802090–2041731418802090. https://doi.org/10.1177/2041731418802090

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Guillemot F, Souquet A, Catros S, Guillotin B (2010) Лазерная клеточная печать: принцип, физические параметры, судьба клеток и перспективы тканевой инженерии.Наномедицина 5(3):507–515. https://doi.org/10.2217/nnm.10.14

    Артикул пабмед Google ученый

  • Catros S, Guillotin B, Bacáková M, Fricain jc, Guillemot F (2011) Влияние лазерной энергии, толщины пленки подложки и вязкости биочернил на жизнеспособность эндотелиальных клеток, напечатанных с помощью лазерной биопечати. Прикладная наука о поверхности — APPL SURF SCI 257:5142-5147. дои: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.11.049

  • Груен М., Дейвик А., Кох Л., Шли С., Унгер С., Хофманн Н. и др. (2011)Лазерная печать стволовых клеток для биопроизводства аутологичных трансплантатов без каркаса.Tissue Eng, часть C, методы 17 (1): 79–87. https://doi.org/10.1089/ten.TEC.2010.0359

    Артикул пабмед Google ученый

  • Унгер С., Грюне М., Кох Л., Кох Дж., Чичков Б.Н. (2011) Визуализация гидрогелевой печати с временным разрешением с помощью лазерного прямого переноса. Прикладная физика A 103 (2): 271–277. https://doi.org/10.1007/s00339-010-6030-4

    Артикул Google ученый

  • Гильотин Б., Суке А., Катрос С., Дуокастелла М., Пиппенджер Б., Белланс С. и др. (2010) Лазерная биопечать искусственной ткани с высокой плотностью клеток и микромасштабной организацией.Биоматериалы 31(28):7250–7256. https://doi.org/10.1016/j.bimaterials.2010.05.055

    Артикул Google ученый

  • Michael S, Sorg H, Peck CT, Koch L, Deiwick A, Chichkov B, Vogt PM, Reimers K (2013) Тканевые инженерные заменители кожи, созданные с помощью лазерной биопечати, образуют кожные структуры в дорсальной кожной складке. камера у мышей. PloS one 8(3):e57741–e57741. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057741

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Роскиес М.Г., Фанг Д., Абдаллах М.Н., Шарбонно А.М., Коэн Н., Джордан Дж.О. и др. (2017)Трехмерно напечатанные полиэфиркетонкетоновые каркасы с мезенхимальными стволовыми клетками для реконструкции дефектов нижней челюсти критических размеров.Ларингоскоп 127(11):E392–E398. https://doi.org/10.1002/lary.26781

    Артикул пабмед Google ученый

  • Бружаускайте И., Биронайте Д., Багдонас Э., Бернотене Э. (2016) Каркасы и клетки для регенерации тканей: разные размеры пор каркаса – разные клеточные эффекты. Цитотехнология 68(3):355–369. https://doi.org/10.1007/s10616-015-9895-4

    Артикул пабмед Google ученый

  • Карагеоргиу В., Каплан Д. (2005) Пористость каркасов из трехмерного биоматериала и остеогенез.Биоматериалы 26(27):5474–5491. https://doi.org/10.1016/j.bimaterials.2005.02.002

    Артикул Google ученый

  • Лю С., Джакус А.Е., Курал М., Цянь Х., Энглер А., Гаеди М. и др. (2018) Васкуляризация натуральных и синтетических костных каркасов. Трансплантация клеток 27 (8): 1269–1280. https://doi.org/10.1177/0963689718782452

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Ди Лука А., Островска Б., Лоренцо-Мольдеро И., Лепедда А., Свешковски В., Ван Блиттерсвейк С., Морони Л. (2016) Градиенты размера пор усиливают остеогенную дифференцировку мезенхимальных стромальных клеток человека в трехмерных каркасах.Научные отчеты 6(1):22898. https://doi.org/10.1038/srep22898

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Аббаси Н., Ивановски С., Гулати К., Лав Р.М., Гамлет С. (2020) Роль офсетной и градиентной архитектур трехмерного электрозаписанного каркаса расплава в дифференцировке и минерализации остеобластов. Биоматер Рез. 24:2–2. https://doi.org/10.1186/s40824-019-0180-z

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Buj-Corral I, Bagheri A, Petit-Rojo O (2018) 3D-печать пористых каркасов с контролируемыми значениями пористости и размера пор.Материалы (Базель) 11(9):1532. https://doi.org/10.3390/ma11091532

    Артикул Google ученый

  • Graziano A, d’Aquino R, Angelis MGC-D, De Francesco F, Giordano A, Laino G et al (2008) Геометрия поверхности каркаса значительно влияет на инженерию костной ткани человека из стволовых клеток. Журнал клеточной физиологии 214 (1): 166–172. https://doi.org/10.1002/jcp.21175

    Артикул пабмед Google ученый

  • Ji S, Guvendiren M (2019) Волнистые каркасы, напечатанные на 3D-принтере, усиливают остеогенез мезенхимальных стволовых клеток.Микромашины (Базель) 11(1):31. https://doi.org/10.3390/mi11010031

    Артикул Google ученый

  • Оливарес-Наваррете Р., Родил С.Э., Хизи С.Л., Данн Г.Р., Альмагер-Флорес А., Шварц З., Боян Б.Д. (2015) Роль субъединиц интегрина в дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток и созревании остеобластов на покрытых графитом углеродом микроструктурированных поверхностях . Биоматериалы 51:69–79. https://doi.org/10.1016/j.bimaterials.2015.01.035

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Chen X, Fan H, Deng X, Wu L, Yi T, Gu L et al (2018)Структурные сигналы микросреды каркаса для управления регенерацией тканей в приложениях костной ткани.Наноматериалы (Базель) 8(11):960. https://doi.org/10.3390/nano8110960

    Артикул Google ученый

  • Бозе С., Вахабзаде С., Бандиопадхьяй А. (2013) Инженерия костной ткани с использованием 3D-печати. Материалы сегодня 16 (12): 496–504. https://doi.org/10.1016/j.mattod.2013.11.017

    Артикул Google ученый

  • Холлистер С.Дж., Мерфи В.Л. (2011) Каркасный перевод: барьеры между концепцией и клиникой.Tissue Eng, часть B, ред. 17 (6): 459–474. https://doi.org/10.1089/ten.TEB.2011.0251

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03103295.

  • Олсон Дж. Л., Атала А., Ю Дж. Дж. (2011) Тканевая инженерия: текущие стратегии и направления на будущее. Chonnam Med J 47 (1): 1–13. https://doi.org/10.4068/cmj.2011.47.1.1

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Posted in Разное
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.