3D bioprinting of a breast tumor model

Abstract

3D печать - это новый многообещающий метод создания трехмерных клеточных конструкций для всевозможных биомедицинских исследований. К преимуществам использования 3D-биопечати в биомедицинской сфере относятся разработка персонализированного дизайна для каждого пациента, высокая точность и создание сложных структур. Основным компонентом 3D-биопечати являются биочернила, обеспечивающие биосовместимость, механическую стабильность, и высокое разрешение вовремя и после печати.
 Цель. Изучить влияние способа отверждения биочернил на основе метакрилата желатина и альгината на микроструктуру получаемого 3D конструкта и на морфологию инкапсулированных в него клеток рака молочной жедезы (РМЖ) ВТ20.
 В нашем исследовании мы использовали метод экструзионной 3D печати на биопринтере BIO X (Cellink, США) с биочернилами на основе альгината и метакрилата желатина GelMa, смешанные с клетками линии рака молочной железы BT-20 в соотношении 2:1. Напечатанные конструкты полимеризировали двумя способами химическим или фото- отверждением. После отверждения конструкты с клетками помещали в питательную среду DMEM с добавлением 10% FBS и культивировали при 37°С и 5,5% СО2. Затем образцы наблюдали и визуализировали с помощью микроскопа (Ti-S, Nikon, Япония). По истечении одной и двух недель культивирования часть конструктов фиксировали и заключали в парафиновые блоки. Далее по стандартной методике подготавливали срезы и окрашивали препараты гематоксилином и эозином.
 В результате мы спроектировали квадратные, 3-х слойные, конструкты с инкапсулированными клетками рака молочной железы. При создании 3D моделей опухолевого роста РМЖ с использованием биочернил на основе метакрилата желатина и альгината на наш взгляд, предпочтительным является фотоотверждение, так как оно позволяет создать губчатую микроструктуру из сообщающихся пор. Такая структура поддерживает миграцию клеток и способствует сохранению клеточной морфологии, приближенной к наблюдаемой in vivo.