La creciente demanda de modelos in vitro avanzados que replican la interacción fisiológica entre tipos celulares dentro y entre órganos requiere microambientes celulares personalizados organizados dentro de una única plataforma. Los hidrogeles son biomateriales que mimetizan las propiedades físico-químicas de los nichos de tejido para apoyar óptimamente diversos tipos celulares. Sin embargo, requieren integración con plataformas de patrón de células como la bioimpresión o microfluidos para crear ambientes organizados de múltiples nichos. Actualmente, existe una brecha entre la bioimpresión, que es escalable pero limitada por la disponibilidad de hidrogeles imprimibles, y el patrón microfluídico, que es compatible con diversos biomateriales pero es complicado de multiplexar. Aquí, desarrollamos el Localized Microenvironment Well-Insert (LM-Well), un dispositivo impreso en 3D diseñado para patrones de múltiples nichos de hidrogeles con propiedades físico-químicas personalizables en placas de múltiples pozos. El LM-Well cuenta con estructuras de patrón que permiten el patrón impulsado por fuerzas capilares de diversas formulaciones de hidrogeles, incluidos hidrogeles naturales, foto-enlazables y sintéticos de clic. Materiales funcionales, ejemplificados por microcápsulas que capturan oxígeno, pueden ser dispuestos dentro del LM-Well ofreciendo una capa adicional de control sobre los niveles locales de oxígeno en nichos celulares individuales, lo que moduló el crecimiento tumoral y la zonación de actividades hepáticas. Soportes micro-arquitectónicos, como micropilares o andamios, pueden ser integrados en el LM-Well para apoyar óptimamente células mecánicamente activas como los miocitos. La capacidad de patrón de múltiples nichos del LM-Well permitió el establecimiento de una co-cultura de hígado y tumor en un solo pozo, recapitulado la eficacia alterada de medicamentos en células tumorales MCF-7 tras la activación de tamoxifeno y la desactivación de doxorubicina por hepatocitos derivados de HepaRG. Como una plataforma versátil y accesible, el LM-Well facilita co-culturas fisiológicamente relevantes con nichos personalizables y diversos biomateriales.
Milton et al. (Mon,) estudiaron esta cuestión.