Ingeniería de fantasmas de tejidos y órganos hidrogel tridimensionales con elasticidad ajustable

Resumen Los fantasmas de órganos que imitan estructuras biológicas vívidas y características suaves y resbaladizas son esenciales para aplicaciones biomédicas in vitro, pero siguen siendo desafíos insatisfechos en su fabricación, como equilibrar la complejidad estructural espacial y las propiedades mecánicas compatibles. En este trabajo, se evolucionan hidrogeles elásticos de red doble que imitan tejidos imprimibles en 3D, con rigidez ajustable, para coincidir de manera idiosincrática con diversos tejidos biológicos blandos regulando las composiciones de la matriz de hidrogel y la densidad de los enlaces de coordinación metálica. Dependiendo de la impresión 3D por procesamiento de luz digital, se fabrican a la perfección varios constructos de órganos hidrogel volumétricos biomiméticos mecánicamente ajustables, incluyendo riñón, cerebro, corazón, hígado, estómago, pulmón, tráquea, intestino e incluso tejidos vascularizados intrincados. Los fantasmas de hidrogel impresos en 3D de corazón y hígado como prueba de concepto proporcionan canales internos sofisticados y estructuras de cavidades y arquitecturas anatómicas externas realistas que imitan más de cerca los órganos nativos. Para la demostración de aplicación in vitro, un fantasma de cerebro de hidrogel impreso en 3D con arterias cerebrales tortuosas y características resbaladizas sirve como una plataforma de entrenamiento neurosurgical efectiva para la simulación realista de intervenciones endovasculares. Esta plataforma ofrece un medio para construir fantasmas de órganos biomiméticos basados en hidrogel mecánicamente ajustables con precisión, que se espera sean utilizados en entrenamiento quirúrgico, pruebas de dispositivos médicos y órganos en chips.