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Schacht, Kristin ; Jungst, Tomasz ; Schweinlin, Matthias ; Ewald, Andrea ; Groll, Jürgen ; Scheibel, Thomas:
Biofabrication of Cell-Loaded 3D Spider Silk Constructs.
In: Angewandte Chemie International Edition.
Bd. 54
(2015)
Heft 9
.
- S. 2816-2820.
ISSN 1521-3773
DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201409846
Volltext
Abstract
Biofabrication is an emerging and rapidly expanding field of research in which additive manufacturing techniques in combination with cell printing are exploited to generate hierarchical tissue-like structures. Materials that combine printability with cytocompatibility, so called bioinks, are currently the biggest bottleneck. Since recombinant spider silk proteins are non-immunogenic, cytocompatible, and exhibit physical crosslinking, their potential as a new bioink system was evaluated. Cell-loaded spider silk constructs can be printed by robotic dispensing without the need for crosslinking additives or thickeners for mechanical stabilization. Cells are able to adhere and proliferate with good viability over at least one week in such spider silk scaffolds. Introduction of a cell-binding motif to the spider silk protein further enables fine-tuned control over cell–material interactions. Spider silk hydrogels are thus a highly attractive novel bioink for biofabrication.
Abstract in weiterer Sprache
Biofabrikation ist ein aufstrebendes Forschungsgebiet, in dem additive Fertigungsverfahren eingesetzt werden. Dabei werden hierarchische, gewebeähnliche Strukturen durch Kombination von Zellen, Material und Druckprozess hergestellt. Materialien, die druckbar und zugleich zytokompatibel sind (Biotinten) stellen derzeit den größten Engpass dar. Da rekombinante Spinnenseidenproteine zytokompatibel und nicht immunogen sind sowie physikalisch vernetzt werden können, wurde hier ihr Potenzial als neues Biotintensystem analysiert. Zellbeladene Konstrukte aus Spinnenseide können durch robotergesteuerte Dosierung, ohne zusätzliche Vernetzer oder Verdicker, gedruckt werden. Fibroblasten können mindestens eine Woche in diesen Konstrukten überleben, adhärieren und proliferieren. Die Einführung von Zelladhäsionsdomänen in die Spinnenseidenproteine ermöglicht die zusätzliche Steuerung von Zell-Material-Interaktionen. Hydrogele aus Spinnenseide sind damit eine vielversprechende neue Biotinte für die Biofabrikation.