Os vasos cerebrais esmagados em 3D repetem o padrão de fluxo sanguíneo humano

Doenças cerebrovasculares, como aterosclerose e derrame, são uma das principais causas de doença e mortalidade em todo o mundo. Uma característica comum dessas doenças é a estenose vascular, ou seja, a estreiteza dos vasos sanguíneos, que interrompe o fluxo sanguíneo normal e contribui para a inflamação crônica na parede do vaso. As células endoteliais que o revestimento vascular desempenham um papel importante na resposta à hemodinâmica turbulenta, sentindo o estresse diminuindo do fluxo sanguíneo e expressando moléculas pró-inflamatórias. No entanto, estudar esse fenômeno in vivo é desafiador devido à complexidade e variabilidade dos sistemas vivos.

Modelos in vitro, incluindo culturas estáticas e dispositivos microfluídicos, são frequentemente reduzidos ao imitar a complexidade estrutural, mecânica e biológica do ambiente cerebrovascular tradicional humano. Ele enfatiza a necessidade de um modelo mais relevante fisicamente para estudar como as unidades de padrão de fluxo incomuns Disfunção endotelial E inchaço.

Para preencher esse importante intervalo de pesquisa, o professor Buung Su Kim e o pesquisador da Universidade Nacional de Pusan, Min-Ju Choi, uma equipe associada, o professor Dong-Vu Cho e o DR. Com a Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTC), juntamente com o Wonbin Park, o 3D-bioprned desenvolvido no modelo vitro de vasmas estanóticas no cérebro. Seu estudo foi publicado online na revista Material funcional avançado Em 24 de junho de 2025.

Pró. Kim explica: “Utilizamos uma nova tecnologia de bioprinte coaxial incorporada, que para criar um condicionamento vascular de desempenho rápido com estreiteza luminal controlada”, Pro. Kim diz. “Nossa bioacac, porceína, matriz aórtica (DECM), um híbrido de colágeno e Algnet, oferecido ambos, ambos oferecidos. Força mecânica E sinais biológicos necessários para apoiar a ligação e função das células endoteliais. , Assim,

Os navios bioplosos envolvem os seres humanos Células endotelliaisO cordão umbilical foi exposto a fluir a condição que simula as células microvasculares da veia e do cérebro (HBMECs), incluindo os HBMECs e o estado dos vasos sanguíneos normais e estenóticos. Modelo cunhado com sucesso in vivo Ataque sanguíneo Condições e cópia associadas a geométricas estanóticas Doença CerebrovascularAssim,

Experimentos de simulação de dinâmica de fluidos computsticais e contas de marcador confirmaram que as regiões estanóticas produziram padrões de fluxo turbulento, caracterizados por aqueles vistos em vasos ateroscleróticos. Os vasos endotelados mostraram cobertura contínua e expressaram todas as proteínas de junção, incluindo CD31, VE-caderina e ZO-1. Os navios também mantiveram a integridade de obstrução demonstrando permeabilidade seletiva.

Em particular, sob o estado de fluxo turbulento, houve uma decomposição significativa de marcadores inflamatórios, características de uma barreira endotelial madura.

“Esta técnica de bioprinting 3D marca uma progressão significativa na modelagem de doenças cerebrovasculares, que modelando vasos fisicamente precisos e fisicamente relevantes”, diz Pro Kim.

Utilizando uma bioacer baseada em MEC reforçada e bioprinting coxial, o modelo repete a geometria do vaso estanótico e a dinâmica do fluxo, fornecendo uma plataforma realista para estudar a inflamação endotelial induzida por fluxo. Sua compatibilidade com muitos tipos de células endoteliais torna sua utilidade na modelagem de doenças e na medicina pessoal. Ao reduzir a diferença entre os sistemas in vitro e simplificar no complexo no modelo Vivo, essa plataforma reduz a dependência dos testes em animais e aumenta a triagem de medicamentos e a avaliação de toxicidade.

Refinamentos futuros, como incorporar a MEC específica do cérebro, o uso de células de ajuda vascular co-culturais e células influentes do paciente podem aumentar ainda mais a precisão física e a modelagem específica do paciente. A integração com plataformas de órgãos e chips e análises operadas por AA também pode permitir o monitoramento em tempo real das reações endoteliais para terapia.

Finalmente, este estudo fornece uma plataforma forte e versátil para engenharia de tecidos cerebrovasculares. À medida que as tecnologias de bioprinting se desenvolvem, elas têm a capacidade de mudar a maneira como estudamos e tratamos doenças como acidente vascular cerebral e aterosclerose, aumentando o crescimento da descoberta médica e o desenvolvimento da intervenção individual.