KR20240019119A - 미세생리학적 3-d 프린팅 및 이의 적용 - Google Patents

미세생리학적 3-d 프린팅 및 이의 적용 Download PDF

Info

Publication number
KR20240019119A
KR20240019119A KR1020237042043A KR20237042043A KR20240019119A KR 20240019119 A KR20240019119 A KR 20240019119A KR 1020237042043 A KR1020237042043 A KR 1020237042043A KR 20237042043 A KR20237042043 A KR 20237042043A KR 20240019119 A KR20240019119 A KR 20240019119A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microphysiological
unit
gas exchange
vascular network
paragraph
Prior art date
Application number
KR1020237042043A
Other languages
English (en)
Inventor
마수드 모다레시파르
모하마달리 사파비흐
키르타나 프라카시
그렉 허스트
다니엘 이. 백맨
데릭 모리스
아크바르 칼릴푸어
레베카 더피
아만 카우르
이자벨 아리어스
바바라 엔시아
루이스 알바레즈
Original Assignee
렁 바이오테크놀로지 피비씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 렁 바이오테크놀로지 피비씨 filed Critical 렁 바이오테크놀로지 피비씨
Publication of KR20240019119A publication Critical patent/KR20240019119A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/16—Microfluidic devices; Capillary tubes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3808—Endothelial cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3804—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by specific cells or progenitors thereof, e.g. fibroblasts, connective tissue cells, kidney cells
    • A61L27/3813—Epithelial cells, e.g. keratinocytes, urothelial cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
    • A61L27/3895—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells using specific culture conditions, e.g. stimulating differentiation of stem cells, pulsatile flow conditions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/507—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials for artificial blood vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/14—Scaffolds; Matrices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/10—Perfusion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/0062—General methods for three-dimensional culture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/069—Vascular Endothelial cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0697—Artificial constructs associating cells of different lineages, e.g. tissue equivalents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2502/00—Coculture with; Conditioned medium produced by
    • C12N2502/28—Vascular endothelial cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2513/00—3D culture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00—Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/30—Synthetic polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00—Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/50—Proteins
    • C12N2533/54—Collagen; Gelatin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 개시내용의 시스템 및 방법은 인간 및 동물 시스템과 생리학적으로 관련된 시스템 및 모델을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 생리학적 조건은 세포 분화 및 증식을 위한 실제 인간 조건을 모방하도록 설계될 수 있다. 본 개시내용의 시스템 및 방법은 인간 또는 동물 스캐폴드에 존재하는 것을 모방하는 적절한 생체-재료의 형성을 허용한다. 3D 프린팅 기술을 활용하여, 하이드로겔 스캐폴드를 인간의 생리학적 기하학적 구조에 매우 근접한 다양한 해상도로 프린팅할 수 있다. 추가적으로, 선택된 적용에 대해 아키텍처를 최적화할 수 있으며, 테스트 전에 적절한 세포를 스캐폴드에 씨딩할 수 있다.

Description

미세생리학적 3-D 프린팅 및 이의 적용
관련 출원에 대한 교차-참조
본 출원은 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 미국 가출원 제63/185,298호에 대한 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용은 본원에 참조로 원용된다.
기술 분야
본 출원은 다양한 세포 및 마이크로-스캐폴드를 거의 근접한 생리학적 분해능으로 연구하거나 3D 프린팅된 스캐폴드의 2 개의 별도의 복합 구조물 사이의 가스 교환 및 산소/CO2 전달을 평가하기 위해 생리학적 인간 조건을 모방하는 미세-생리학적 3D 프린팅된 스캐폴드를 제시하는 방법에 관한 것이다.
3D 세포 배양 모델은 인간 및 동물의 생리학적 조건을 연구하는 데 사용될 수 있다.
요약
일 실시양태는 현미경 이미징을 사용하여 바이오-스캐폴드, 세포 계면 연구를 모니터링할 수 있는 3D 프린팅된 유닛을 제공하는 것이다.
다른 실시양태는 3D 프린팅된 스캐폴드의 기하학적 구조 및 구조가 생리학적 환경을 모방하는 다양한 3D 세포 배양을 평가하는 것이다.
다른 실시양태는 혈관계 네트워크를 이용하여 특이적인 세포 유형에 대한 다양한 화학적 구성요소 및 약물 효험을 평가하기 위한 3D 프린팅된 미세 생리학적 유닛이다.
다른 실시양태는 하나 또는 여러 인간 세포 유형으로 이루어진 혈관계 시스템을 생성하기 위해 복잡한 3D 프린팅된 혈관계 모델을 제공하는 것이다.
다른 실시양태는 혈액을 전달하도록 구성된 혈관 네트워크 및 산소를 포함하는 공기를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함하는, 가스 교환 유닛이며, 여기서 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하고 혈관 네트워크를 통과하는 혈액의 산소 함량을 증가시킨다. 다른 실시양태는 가스 교환 유닛을 포함하는 인공 폐이다.
다른 실시양태는 혈액을 전달하도록 구성된 혈관 네트워크 및 산소를 포함하는 공기를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함하는, 가스 교환 유닛을 프린팅하는 단계를 포함하는, 가스 교환 유닛을 형성하는 방법이며, 여기서 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하고 혈관 네트워크를 통과하는 혈액의 산소 함량을 증가시킨다.
다른 실시양태는 혈액을 전달하도록 구성된 혈관 네트워크 및 산소를 포함하는 공기를 유지하도록 구성된 기도 구획을 포함하는, 가스 교환 유닛을 포함하는 시스템-온-칩(system-on-a-chip) 장치이며, 여기서 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하고 세포가 씨딩된 혈관 네트워크를 통과하는 혈액의 산소 함량을 증가시킨다.
도 1a-1b는 칩 플랫폼 상의 3D 프린팅된 폐를 예시한다. 도 1a는 폐포 가스 교환 유닛의 개략도를 예시한다. 도 1b는 혈관 내부 혈액 및 공기가 관류되는 3D 프린팅된 스캐폴드를 예시한다.
도 2는 반전된 디지털 광 프로젝션 (DLP) 시스템의 개략도를 예시한다.
도 3a-3c는 일 실시양태에 따른 내부 폐-온-칩(internal lung-on-a-chip)을 3-D 프린팅하기 위해 3-D 프린터 상의 3-D 프린팅된 미세유체의 배치를 예시한다.
도 4a-4d는 일 실시양태에 따른 3-D 프린팅된 미세유체 부품의 개략도를 예시한다. 도 4a는 일 실시양태에 따른 유입구 디스펜서를 예시한다. 도 4b는 일 실시양태에 따른 3D 프린팅된 하이드로겔을 예시한다. 도 4c는 일 실시양태에 따른 3d 프린팅된 겔을 보유할 3D 프린팅된 플라스틱 용기를 예시한다. 도 4d는 일 실시양태에 따른 유출구 디스펜서를 예시한다.
도 5a-5d는 일부 실시양태에 따른 상이한 크기의 2 개의 내강 설계에 대한 유체 구성요소의 이미지를 예시한다. 도 5a는 일부 실시양태에 따라 하이드로겔이 3-D 프린팅되기 전에 유체 설계의 3 개의 상이한 실시양태를 예시한다. 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 내부에 3D 프린팅된 하이드로겔이 관류된 3D 프린팅된 미세유체를 포함하는 어셈블리의 실시양태이다.
도 6a-6d는 미세-생리학적 유닛의 다양한 아키텍처의 실시양태를 예시한다. 도 6a는 캡슐 네트 아키텍처를 예시한다. 도 6b는 자이언트 피셔(giant Fischer) 아키텍처를 예시한다. 도 6c는 피셔 블록 아키텍처를 예시한다. 도 6d는 입방체 네트 아키텍처를 예시한다.
도 7a-7d는 본 출원의 시스템 및 방법의 실시양태를 예시한다. 도 7a는 3-D 프린팅된 혈관계에 대한 상이한 유체 설계의 아키텍처를 예시한다. 도 7b는 형성된 혈관계 및 기도에 씨딩된 세포의 이미지를 예시한다. 도 7c는 이미징을 위한 현미경 설정의 사진이다. 도 7d는 혈액이 형성된 혈관계에 관류되고 가스가 형성된 기도에 관류되는 테스트 설정의 예이다.
도 8은 일부 실시양태에 따른 상이한 치수를 갖는 3-D 프린팅된 하이드로겔 가스 교환 유닛 설계를 예시한다.
도 9는 상이한 바이오잉크 제형으로 제조된 3-D 프린팅된 폐-온-칩 설계를 예시한다.
도 10은 일 실시양태에 따른 2D 가스 교환 멤브레인 칩 및 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다.
도 11은 일부 실시양태에 따른 전혈이 관류된 미세생리학적 모델을 예시한다.
도 12a-12c는 일 실시양태에 따른 칩 플랫폼 상의 폐를 예시한다. 도 12a는 일 실시양태에 따른 폐포 가스 교환 유닛의 개략도를 예시한다. 도 12b는 일 실시양태에 따른 혈관계 내부의 혈액 및 공기가 관류되는 3D 프린팅된 스캐폴드를 예시한다. 도 12c는 3D 프린팅된 하이드로겔에 걸친 가스 교환의 데이터의 플롯을 도시한다.
도 13은 유입구와 비교하여 유출구로부터 측정된 산소 함량의 증가의 플롯을 갖는 상이한 3D 프린팅된 하이드로겔 가스 교환 유닛 설계를 예시한다.
도 14a-14f는 일 실시양태에 따른 2D 가스 교환 멤브레인 칩을 예시한다. 도 14a는 일부 실시양태에 따른 멤브레인 기반 가스 교환 유닛을 예시한다. 도 14b는 내부에 혈액이 관류될 때까지의 멤브레인 기반 가스 교환을 예시한다. 도 14c-14f는 콜라겐 멤브레인 및 PDMS 멤브레인에 대한 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다.
도 15는 3D 프린팅된 겔 매트릭스 및 다양한 세포화 조건을 사용하여 이 하이드로겔에서의 내피 세포 씨딩을 예시한다.
도 16a-16c는 일부 실시양태에 따른 무세포 및 세포 가스 교환 검정을 예시한다. 도 16a는 일부 실시양태에 따른 캡슐 네트 모델의 개략도를 예시한다. 도 16b는 낮은 산소에서 입방체 네트 모델로 관류된 인간 전혈을 예시한다. 도 16c는 대조군과 비교하여 무세포 및 세포 가스 교환 검정에 대해 달성된 가스 교환율을 예시한다.
도 17은 일부 실시양태에 따른, 실시예 1을 위해 설계된 홀더의 이미지이다.
도 18a-18b, 19a-19b, 20a-20b, 21a-21b, 22a-22b 및 23a-23b는 일부 실시양태에 따른, 실시예 2에 따른 실시양태이다.
다양한 도면에서 유사한 참조 번호 및 명칭은 유사한 요소를 나타낸다.
달리 명시되지 않는 한, "a" 또는 "an"은 "하나 이상"을 의미한다.
본 개시내용의 시스템 및 방법은 질환 상태 모델을 포함하여 인간 및 동물의 시스템과 생리학적으로 관련된 시스템 및 모델을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 생리학적 조건은 세포 분화 및 증식에 대한 실제 인간 조건을 모방하도록 설계될 수 있다. 본 개시내용의 시스템 및 방법은 재료, 예컨대, 하이드로겔 또는 다른 중합체를 사용하여 생물학적 스캐폴드, 예컨대, 인간 폐의 세포외 매트릭스 (ECM)를 모방하는 스캐폴드의 형성을 가능하게 한다. 중합체 스캐폴드는 인간의 생리학적 기하학적 구조에 근접한 해상도와 같은 다양한 해상도에서 3D 프린팅 기술을 사용하여 프린팅될 수 있다. 아키텍처는 선택된 적용에 대해 최적화될 수 있으며, 테스트 전에 적절한 세포가 스캐폴드에 씨딩될 수 있다.
미세생리학적 모델은 예를 들어, 동물 또는 인간 테스트를 위한 대용물로서 사용될 수 있으며, 보다 효율적이고 저렴하며 빠른 테스트를 허용할 수 있다. 본원에 기재된 시스템 및 방법은 다양한 생리학적 과정, 예컨대, 잠재적인 치료제의 효과 및 세포 확장 및 분화를 연구하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 시스템은 정상 또는 변경된, 예컨대, 질환이 있거나 손상된 상태를 모델링하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 모델은 이러한 상태에서 잠재적인 치료제 또는 세포 또는 기타 생리학적 반응을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 추가적으로, 미세생리학적 모델 설계는 질환의 치료를 위한 합성 기관의 생성을 가능하게 하는 잠재력을 가지고 있다. 불행하게도, 부분적으로 제조상의 어려움으로 인해 원래의 생리학적 치수를 모방하는 미세생리학적 모델을 설계하는 데 어려움이 있다.
본 개시내용의 시스템 및 방법은 미세생리학적 모델 설계의 다수의 변동의 생성을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, 이들 미세생리학적 모델은 폐-온-칩 설계일 수 있다. 개시된 시스템 및 방법은 기술적으로 까다롭지만 생리학적으로 관련된 종횡비의 제조를 가능하게 한다. 형성된 폐-온-칩은 다양한 아키텍처를 가질 수 있으며, 이러한 아키텍처는 사용을 최적화하기 위해 테스트될 수 있다. 본원에는 다양한 아키텍처 및 실시양태가 기재되어 있지만, 이들은 단지 특정 실시양태를 위해 선택된 특정 사용 사례에 대해 설계되고 테스트된 아키텍처의 예일 뿐이므로 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
추가적으로, 3D 세포 배양 모델은 연구 및 적용을 위한 생리학적 관련 조건을 제공할 잠재력으로 인해 관심을 얻었다. 이러한 생리학적 조건은 세포 분화 및 증식을 위한 실제 인간 조건을 모방하도록 설계될 수 있다. 불행하게도, 이러한 현재 모델링 플랫폼은 자연 조건과 달리 폴리디메틸 실록산(siloxhane) (PDMS)과 같은 합성 중합체를 활용한다.
대조적으로, 본 개시내용의 시스템 및 방법은 인간 또는 동물 스캐폴드에 존재하는 것을 모방하는 적절한 생체재료의 형성을 가능하게 한다. 3D 프린팅 기술을 활용하여, 하이드로겔 스캐폴드는 인간의 생리학적 기하학적 구조에 근접한 해상도 또는 해당 해상도를 포함하여 다양한 해상도로 프린팅될 수 있다. 이 스캐폴드는 콜라겐 유형 I 또는 젤라틴과 같은 자연 중합체를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 생체재료를 사용하여, 스캐폴드는 천연 인간 스캐폴드의 재료 특성에 매우 유사한 재료 특성을 제공하고, 다양한 유형의 세포의 증식을 허용한다.
본 개시내용은 인간 스캐폴드를 모방할 수 있는 3D 프린팅된 하이드로겔을 제조하고 사용하는 시스템 및 방법을 다루고 있다. 이 스캐폴드는 자연 하이드로겔로 만들어질 수 있다. 이러한 시스템 및 방법은 상이한 세포 유형의 증식, 3D 배양 환경에서의 약물 스크리닝, 약물 스크리닝, 상이한 세포 유형에 대한 약물 효험, 약동학 및 약력학 연구에 대한 상이한 바이오잉크 및 하이드로겔 스캐폴드를 평가하기 위한 테스트 플랫폼으로서 사용될 수 있다. 추가적으로, 이들 시스템 및 방법은 조직 복구에 사용될 수 있는 스캐폴드를 3D 프린팅하는 데 사용될 수 있다.
또한, 이 미세생리학적 시스템은 아래에 더 상세히 기재된 바와 같이 가스 교환을 제공한다. 가스 교환 유닛은 기도 구획 및 혈관 네트워크를 포함할 수 있다. 기도 구획 및 혈관 네트워크에 대한 다양한 매개변수는 다음의 적용에 따라 최적화될 수 있다: 기도 부피, 기도 표면적, 혈관계 부피, 혈관계 면적, 혈관 내강 직경, 기도 혈관 계면 두께 및 기도 혈관 배향. 기도 구획 및 혈관 네트워크는 추가적인 구성요소를 포함하거나 포함하지 않는 하이드로겔 또는 기타 중합체와 같은 생체재료로 만들어질 수 있다. 기도 구획 및 혈관 네트워크를 프린팅가능한 바이오잉크로 3D 프린팅하여, 하이드로겔을 형성할 수 있다. 세포는 기도 구획 및 혈관 네트워크의 일부로서 씨딩, 배양 및 관류될 수 있다. 가스 교환 유닛의 다양한 구성 및 적용이 아래에 더 상세히 기재되어 있다.
가스 교환 유닛은 혈액 또는 혈액 대체물 (예컨대, 퍼플루오로카본 혈액 대체물)과 같은 유체를 전달하도록 구성된 혈관 네트워크를 포함할 수 있다. 가스 유닛은 가스를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함할 수 있다. 가스는 공기와 같은 가스의 일부 조합일 수 있으며, 산소를 포함할 수 있다. 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 혈관 네트워크의 유체 및 기도 구획의 가스 간의 가스 교환을 허용할 수 있다. 일부 실시양태에서, 가스 교환은 유체의 산소 함량을 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 유체는 기도 구획으로 이산화탄소를 방출할 수 있다. 가스 교환 유닛에 폐동맥 내피 세포를 포함하는 임의의 적합한 세포 유형이 씨딩될 수 있다. 가스 교환 유닛 조성물은 하이드로겔을 포함할 수 있다. 가스 교환 유닛 조성물은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 및 메타크릴화된 콜라겐과 같은 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
가스 교환 유닛은 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이에 계면을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 계면의 직경은 250 미크론 내지 350 미크론이다. 혈관 네트워크는 내강을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 혈관 네트워크의 내강은 350 미크론 내지 450 미크론일 수 있다. 일부 실시양태에서, 혈관 네트워크의 내강의 직경은 150 미크론 내지 250 미크론일 수 있다. 혈관 네트워크의 내강 직경은 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 계면의 직경보다 클 수 있다.
가스 교환을 제공하는 미세생리학적 유닛은 다양한 아키텍처 중 임의의 것을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 아키텍처는 폐, 신장, 심장, 장 또는 기타 기관과 같은 생물학적 기관에 대해 모델링될 수 있다. 이들 아키텍처는 혈관계 및 기도 네트워크를 포함하는 작제물의 표면 대 부피 비를 최대화하는 기본 원리에 기반하여 모델링될 수 있다.
가스 교환 유닛은 인간 또는 동물의 스캐폴드를 모방하는 생체재료 또는 기타 재료를 사용하여 제작될 수 있다. 가스 교환 유닛은 생체재료 하이드로겔 스캐폴드를 포함할 수 있다. 생체재료 하이드로겔 스캐폴드는 자연 중합체를 포함할 수 있다. 자연 중합체는 콜라겐 및 젤라틴 중 하나 이상일 수 있다. 자연 중합체는 젤라틴일 수 있다.
가스 교환 유닛에 세포가 씨딩될 수 있다. 일부 실시양태에서, 세포는 내피 세포일 수 있다. 가스 교환 유닛에 생체재료 하이드로겔 스캐폴드의 한 측면에 대해 작은 기도 상피 세포 (SAEC)가 씨딩될 수 있다. 가스 교환 유닛에 생체재료 하이드로겔 스캐폴드의 다른 측면에 대해 내피 세포가 씨딩될 수 있다.
방법은 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 가스 교환을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 가스 교환을 측정하는 단계는 세포 성장, 확장 또는 분화를 모니터링하기 위한 측정 지표(metric)로서 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 기도 구획 및 혈관 네트워크 내의 유체 사이에서 교환되는 산소가 모니터링될 수 있다. 일부 실시양태에서, 혈관 네트워크 내의 유체 및 기도 구획 사이의 이산화탄소 교환이 모니터링될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 가스 교환 유닛을 포함하는 인공 폐에 관한 것이다. 인공 폐는 임의의 적합한 기하학적 구조로 배열된 복수의 가스 교환 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단일 혈관 네트워크는 복수의 기도 구획과 접촉될 수 있다. 가스 교환 유닛은 직렬 또는 병렬로 배열될 수 있다. 하나 이상의 생리학적 조건을 모방하기 위해 가스 교환 유닛에 하나 이상의 세포 유형이 씨딩될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 가스 교환 유닛을 형성하는 방법에 관한 것이다. 방법은 예를 들어, 하나 이상의 3D 프린팅 기술을 사용하여 가스 교환 유닛을 프린팅하는 단계를 포함할 수 있다. 가스 교환 유닛은 혈액을 전달하도록 구성된 혈관 네트워크 및 산소를 포함하는 가스 또는 가스의 혼합물, 예컨대, 공기를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함할 수 있다. 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하고 혈관 네트워크를 통과하는 혈액의 산소 함량을 증가시킬 수 있다. 가스 교환 유닛은 3D 프린터를 사용하여 프린팅될 수 있다. 가스 교환 유닛은 바이오잉크를 사용하여 프린팅될 수 있다. 가스 교환 유닛은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 및 메타크릴화된 콜라겐의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 잉크를 사용하여 프린팅될 수 있다. 가스 교환 유닛은 메타크릴화된 콜라겐, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조포스피네이트, UV386A 염료 및 3-하이드록시프로필아크릴레이트를 포함하는 하나 이상의 화합물을 포함하는 잉크를 사용하여 프린팅될 수 있다. 바이오잉크는, 바이오잉크의 개시내용에 대해 그 전체가 본원에 참조로 원용되는 "세포 점착성 3D 프린팅된 물체를 생성하기 위한, 기능화된 및 비-기능화된 ECM, ECM 단편, 펩티드 및 생체활성 구성요소의 사용"이라는 제목의 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 공동-계류 중인 출원에 기재된 바이오잉크 중 하나 이상일 수 있다.
방법은 하나 이상의 단계에서 임의의 적합한 세포를 가스 교환 유닛 또는 혈관 네트워크에 씨딩하는 단계를 포함할 수 있다. 실시양태에서, 예컨대, 폐 생체, 세포는 폐 평활근 세포, 폐 섬유아세포, 폐 중간엽 줄기 세포, 유도 만능 줄기 세포 및 세포 유래된 세포 유형 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 줄기 세포 또는 다른 전구 세포는 가스 교환 유닛에 세포를 씨딩한 후 적합한 세포 유형으로 분화된다. 세포 씨딩, 확장, 분화를 용이하게 하거나, 달리 상이한 생리학적 조건을 모방하기 위해 가스 교환 유닛에 가스가 제공될 수 있다. 마찬가지로, 유체, 예컨대, 전혈은 세포 씨딩, 확장, 분화를 용이하게 하거나, 달리 상이한 생리학적 조건을 모방하기 위해 혈관 네트워크에 관류될 수 있다. 일부 실시양태에서, 방법은 가스 교환 유닛 및 혈관 네트워크 스캐폴드에 세포를 동시에 씨딩하는 단계를 포함한다. 다른 실시양태에서, 세포는 단계적으로 씨딩될 수 있으며, 예컨대, 기도 구획은 혈관 네트워크 전에 씨딩된다. 방법은 세포 씨딩, 확장, 분화를 용이하게 하거나, 달리 상이한 생리학적 조건을 모방하기 위해 성장 인자, 사이토카인 또는 기타 구성요소를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소는 기도 구획 내 가스, 혈관 네트워크 내 유체를 사용하여 또는 기타 수단에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 엑스 비보 모델에 생리학적으로 관련된 조건을 제공하기 위해 시스템-온-칩 장치를 활용하는 방법에 관한 것이다. 시스템-온-칩 장치는 약학 조성물을 스크리닝하기 위해 사용될 수 있다. 시스템-온-칩 장치는 폐 장애, 예컨대, 임의의 형태의 폐 고혈압, 예컨대, 폐동맥 고혈압을 모델링하는 데 사용될 수 있다. 시스템-온-칩 장치는 폐 독성 연구를 수행하기 위해 사용될 수 있다.
당업자는 요약이 단지 예시적인 것이며 임의의 방식으로 제한하려는 의도가 아니라는 점을 이해할 것이다. 오로지 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본원에 기재된 장치 및/또는 공정의 다른 양태, 본 발명의 특징 및 이점은 본원에 제시된 상세한 설명, 및 첨부된 도면과 결합하여 명백해질 것이다.
본 명세서에 기재된 주제의 하나 이상의 구현예의 세부사항은 첨부 도면 및 아래 설명에 제시되어 있다. 주제의 다른 특징, 양태 및 이점은 설명, 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1a-1b는 일 실시양태에 따른 칩 플랫폼 상의 프린팅된 폐를 예시한다. 칩 플랫폼 상에 프린팅된 폐는 하나 이상의 폐포 가스 교환 유닛을 포함할 수 있다. 도 1a는 일 실시양태에 따른 폐포 가스 교환 유닛 (100)의 개략도를 예시한다. 폐포 가스 교환 유닛은 하이드로겔 가스 교환 유닛 (100)일 수 있다. 가스 교환 유닛 (100)은 기도 및 혈관 구획을 포함할 수 있다. 가스 교환 유닛 (100)은 다음의 맞춤화가능한 매개변수를 가질 수 있다: 기도 부피, 기도 표면적, 혈관계 부피, 혈관계 면적, 혈관 내강 직경, 기도 혈관 계면 두께 및 기도 혈관 배향. 가스 교환 유닛 (100)은 플라스틱 수지로부터 바이오잉크, 하이드로겔에 이르는 임의의 프린팅가능한 잉크로 3D 프린팅될 수 있다.
형성된 가스 교환 유닛 (100) 내에서 세포는 씨딩, 배양 및 관류될 수 있다. 가스 교환 유닛 (100) 내에서, 전혈이 관류될 수 있고, 가스 교환이 측정될 수 있다. 이러한 가스 교환 유닛 (100)은 폐 조직 조작을 위한 관련 세포 유형, 폐 조직 조작을 위한 기도 혈관 설계, 및 폐 조직 조작을 위한 기계적, 생체활성 및 산소 확산 요건을 충족하는 재료의 평가를 가능하게 할 수 있다.
폐포 가스 교환 유닛 (100)은 스캐폴드 (110)를 포함할 수 있다. 폐포 가스 교환 유닛 (100)은 혈관 네트워크 (112)를 포함할 수 있다. 폐포 가스 교환 유닛 (100)은 공기 구획 (114)을 포함할 수 있다. 칩 플랫폼 상의 폐 및 폐포 가스 교환 유닛 (100)은 3D 프린팅에 의해 형성될 수 있다. 미세생리학적 플랫폼 및 폐포 가스 교환 유닛 (100)의 아키텍처는 실시양태에 따라 달라질 수 있다. 도 1b는 혈관 네트워크 (112) 내부의 혈액 및 공기 구획 (114) 내부의 공기가 관류되는 스캐폴드 (110)를 예시한다. 스캐폴드는 3D 프린팅에 의해 형성될 수 있다. 스캐폴드는 하이드로겔일 수 있다. 하이드로겔 스캐폴드는 일부 실시양태에 따라 인간의 생리학적 기하학적 구조에 매우 근접한 다양한 해상도로 프린팅될 수 있다. 스캐폴드는 자연 중합체로 만들어질 수 있다. 이러한 자연 중합체는 생체재료, 예컨대, 콜라겐, 젤라틴 또는 기타 잘 알려진 생체재료일 수 있다. 이러한 생체재료를 사용하여, 스캐폴드는 천연 인간 스캐폴드의 재료 특성과 매우 근접할 수 있다.
도 2는 반전된 디지털 광 프로젝션 (DLP) 시스템 (500)의 개략도를 예시한다. 반전된 DLP 3D-프린터와 함께 고체 멤브레인을 사용하는 것에 대한 대안으로서. 3-차원 물체를 형성하기 위한 시스템은 3-차원 물체가 형성되는 플랫폼 (예컨대, 프린팅 플랫폼)을 포함할 수 있다. 3-차원 물체는 인공 기관 (예컨대, 인공 폐, 인공 심장, 인공 신장, 인공 간 등)을 포함할 수 있다. 제작 표면 및 플랫폼은 그 사이에 제작 영역 (예컨대, 제작 윈도우)을 정의할 수 있다. 시스템은 플랫폼을 제작 표면으로부터 멀리 전진시키도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 플랫폼을 낮추거나 올릴 수 있다. 시스템은 제작 영역을 조사하도록 구성된 방사선 공급원 (예컨대, DLP 프로젝터, 프로젝터, 조명 공급원 등)을 포함할 수 있다. 방사선 공급원은 광학적으로 투명한 부재를 통해 제작 영역을 조사하여 감광성 액체 (예컨대, 감광성 수지, 잉크 등)로부터 고체 중합체를 형성하도록 구성될 수 있다. 사용된 시스템 및 방법의 실시양태는 본원에 참조로 원용되는 2020 년 8 월 24 일자로 출원된 출원 제63/069317호에서 논의되었다.
도 3a-3c는 일 실시양태에 따른 3-D 프린팅된 미세유체 부품을 예시한다. 도 3a는 일 실시양태에 따른 유입구 디스펜서를 예시한다. 유입구 디스펜서는 테스트 또는 사용을 위해 액체 또는 가스를 가스 교환 유닛 (100)에 관류하기 위해 사용될 수 있다. 도 3b는 일 실시양태에 따른 가스 교환 유닛 (100)을 예시한다. 가스 교환 유닛은 미세유체 부품에 프린팅된 하이드로겔, 중합체 또는 생체재료일 수 있다. 도 3c는 플라스틱 용기를 예시한다. 플라스틱 용기는 3D 프린팅될 수 있다. 플라스틱 용기는 일부 실시양태에 따라 플라스틱 용기에 3D 프린팅될 수 있는 가스 교환 유닛 또는 하이드로겔을 보유할 수 있다. 도 3d는 일 실시양태에 따른 유출구 디스펜서를 예시한다. 일부 실시양태에서, 유출구 디스펜서는 가스 교환 유닛 (100)에 관류된 액체 또는 가스를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 미세유체 부품의 하단 및 상단은 PDMS로 덮일 수 있다. 이는 프린팅된 하이드로겔의 누출을 방지하고 건조를 가능하게 할 수 있다. 일부 경우에, 하단 및 상단은 134 um PDMS를 사용하여 덮일 것이다. 플랫폼은 가요성 멤브레인을 포함할 수 있다. 멤브레인은 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인을 포함할 수 있다. 멤브레인 (702)은 3D 프린팅된 하이드로겔이 배치될 수 있는 제작 표면을 가질 수 있다. 제작 표면 및 플랫폼은 그 사이에 제작 영역을 가질 수 있다.
플랫폼은 잉크 (예컨대, 감광성 잉크)를 포함할 수 있다. 감광성 액체는 산소 투과성 멤브레인 상에 배치될 수 있다. 플랫폼은 방사선 공급원을 포함할 수 있다. 방사선 공급원은 광학적으로 투명한 부재 및 산소 투과성 멤브레인을 통해 제작 영역 (504)을 조사하여, 감광성 액체로부터 고체 중합체를 형성하도록 구성될 수 있다.
미세-생리학적 유닛은 감광성 잉크를 이용하여, DLP 또는 SLA 기술을 사용하여 3-d 프린팅될 수 있다. 미세-생리학적 유닛은 3D 프린터로부터 제거되고 홀더에 배치되어, 추가로 세포를 씨딩하고 혈관계 네트워크 및 기도 사이의 가스 교환을 평가할 수 있다.
도 4a-4d는 밀리미터 크기 채널부터 10 um 채널에 이르는 범위의 상이한 미세유체 치수의 2 개의 내강 설계에 대한 유체 구성요소 및 실시양태의 이미지를 예시한다. 도 4a는 하이드로겔이 일부 실시양태에 따라 3-D 프린팅되기 전의 유체 설계의 3 개의 상이한 실시양태를 예시한다. 도 4b, 도 4c 및 도 4d는 내부에 3D 프린팅된 하이드로겔이 관류되는 3D 프린팅된 미세유체를 포함하는 어셈블리의 실시양태이다. 미세유체 치수는 원하는 적용에 기반하여 최적화될 수 있다.
도 5a-5d는 일부 실시양태에 따라 상이한 치수로 설계된 가스 교환 유닛을 예시한다. 가스 유닛의 치수는 원하는 적용 또는 미세생리학적 치수에 기반하여 선택될 수 있다. 치수는 생리학적으로 관련된 종횡비를 모방하도록 선택될 수 있다. 형성된 가스 교환 유닛은 다양한 아키텍처로 이루어질 수 있으며, 이러한 아키텍처는 용도를 최적화하기 위해 테스트될 수 있다.
가스 교환 유닛은 혈액을 전달하도록 구성된 혈관 네트워크를 포함할 수 있다. 가스 유닛은 산소를 포함하는 공기를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함할 수 있다. 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하고 혈관 네트워크를 통과하는 혈액의 산소 함량을 증가시킬 수 있다. 가스 교환 유닛은 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이에 계면을 가질 수 있다. 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 계면의 직경은 250 미크론 내지 350 미크론이다. 혈관 네트워크는 내강을 포함할 수 있다. 혈관 네트워크의 내강은 350 미크론 내지 450 미크론일 수 있다. 혈관 네트워크의 내강 직경은 150 미크론 내지 250 미크론일 수 있다. 혈관 네트워크의 내강의 직경은 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 계면의 직경보다 클 수 있다. 이러한 치수는 단지 가스 교환 유닛에 대해 가능한 수많은 치수의 예일 뿐이며, 당업자는 사용될 수 있는 많은 대안을 인식할 것이다.
미세생리학적 유닛은 다양한 아키텍처로 형성될 수 있다. 도 6a-6d는 이러한 아키텍처 중 일부의 예를 도시한다. 도 6a는 아키텍처가 캡슐 네트인 일 실시양태를 도시한다. 캡슐 네트는 확대된 폐포 구조를 모방한 캡슐-유사 공동을 둘러싸는 혈관계의 복잡한 네트워크로서 정의될 수 있다. 도 6b는 아키텍처가 자이언트 피셔인 일 실시양태를 도시한다. 자이언트 피셔는 내부에 조밀하고 복잡한 혈관계를 갖는 복잡한 피셔 기하학적 구조로서 정의될 수 있다. 도 6a는 아키텍처가 피셔 블록인 일 실시양태를 도시한다. 피셔 블록은 피셔 폼(foam)의 더 조밀한 혈관계 아키텍처로서 정의될 수 있다. 도 6d는 가스 교환 유닛이 입방체 네트인 아키텍처를 갖는 일 실시양태를 도시한다. 입방체 네트는 주변에 혈관계 네트워크가 있는 작은 입방체 공동으로서 정의될 수 있다. 이러한 아키텍처는 복잡한 구조에서 세포 씨딩을 평가하고 다양한 세포 유형과의 3D 프린팅된 스캐폴드 상호작용을 연구할 뿐만 아니라 가스 교환을 평가하는 것이 가능한 수많은 아키텍처의 예일 뿐이다.
미세-생리학적 유닛은 혈관 네트워크를 포함할 수 있다. 혈관 네트워크에 내피 세포가 씨딩될 수 있다. 혈관 유닛은 혈액을 전달하도록 구성될 수 있다. 미세-생리학적 유닛은 기도 구획을 포함할 수 있다. 기도 구획에 상피 세포 또는 기타 세포, 예컨대, 작은 기도 상피 세포 (SAEC)가 씨딩될 수 있다. 기도 구획은 산소를 포함하는 공기를 보유하도록 구성될 수 있다. 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하고 세포가 씨딩된 혈관 네트워크를 통과하는 혈액의 산소 함량을 증가시킬 수 있다.
도 7a-7d는 본 출원의 시스템 및 방법의 실시양태를 예시한다. 도 7a는 3-D 프린팅된 혈관계에 대한 유체 설계의 상이한 아키텍처를 도시한다. 도 7b는 형성된 혈관계 및 기도 상에 씨딩된 세포의 이미지를 도시한다. 도 7c는 이미징을 위한 현미경 설정의 사진이다. 도 7d는 혈액이 형성된 혈관계에 관류되고 가스가 형성된 기도에 관류되는 테스트 설정의 예이다.
도 8은 상이한 제형으로 제작된, 혈액 및 공기 사이의 계면에서 멤브레인을 이용하여 만들어진 폐-온-칩 가스 교환 유닛 설계를 예시한다. 도 9는 상이한 바이오잉크 제형으로 만들어진 3-D 프린팅된 폐-온-칩 설계를 예시한다.
가스 교환 유닛은 위에 개시된 방법을 사용하여 3-d 프린팅될 수 있다. 가스 교환 유닛은 바이오잉크를 사용하여 프린팅될 수 있다. 가스 교환 유닛은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 및 메타크릴화된 콜라겐의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 잉크를 사용하여 프린팅될 수 있다. 가스 교환 유닛은 메타크릴화된 콜라겐, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조포스피네이트, UV386A 염료 및 3-하이드록시프로필아크릴레이트를 포함하는 하나 이상의 화합물을 포함하는 잉크를 사용하여 프린팅될 수 있다. 이 목록은 대표적인 것으로 여겨지며, 당업자는 3-D 프린팅에 사용하기에 적절한 현재 및 향후에 이용가능한 광범위한 잉크를 인식할 것이다.
도 10은 일 실시양태에 따른 2D 가스 교환 멤브레인 칩 및 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다. 가스 교환 유닛이 형성되면, 이를 테스트하여, 멤브레인을 가로질러 교환되는 가스의 양을 결정할 수 있다. 이 실시양태에서, 325 um PDMS 및 바이오잉크 스핀-코팅된 멤브레인을 사용하였다. 혈관계 시스템 가스 교환 유닛에 혈액을 관류하였다. 이 경우에, 325 um 멤브레인이 사용되고 불활성 가스로서의 질소가 유동되었을 때 가스 교환 유닛의 유입구로부터 가스 교환 유닛의 출구까지 측정된 혈액 내 산소의 농도의 변화를 비교하고, 37℃에서 공기가 유동될 때와 결과를 비교하였다. 도 7b의 가스 교환 결과는 N2 및 공기를 사용한 가스 교환 데이터가 상이하다는 것을 도시한다.
도 11은 일부 실시양태에 따른 전혈이 관류된 미세생리학적 모델을 예시한다. 미세생리학적 모델은 3D 프린팅을 사용하여 형성될 수 있다. 미세생리학적 모델은 혈관 구획 및 기도 구획을 포함할 수 있다. 혈관 구획 및 기도 구획은 하이드로겔 벽에 의해 분리될 수 있다. 칩 모델 상의 폐에 전혈이 관류될 수 있다. 탈산소화된 혈액은 혈관 구획의 유입구로 관류될 수 있고, 공기는 기도 구획으로 관류될 수 있다. 전혈은 혈관 구획을 통해 이동할 수 있다. 전혈은 기도 구획을 분리하는 멤브레인 벽을 가로지르는 가스 교환을 통해 혈관 구획을 통과할 때 산소를 흡수할 수 있다. 혈관 구획을 가로질러 이동하는 혈액에 의해 흡수된 산소의 양은 유입구 및 유출구 사이의 혈액 내의 산소의 농도를 비교함으로써 측정될 수 있다. 이는 질소가 기도 구획을 통해 유동할 때 혈액 내의 산소의 양의 변화와 비교될 수 있다. 입방체-네트_아키텍처 및 200 um 내강을 갖는 모델 구성요소의 4 개의 측정치의 세트는 공기 테스트 경우 및 질소 제어 간의 측정에서 평균 차이를 보여주었다.
도 12a-12c는 일 실시양태에 따른 칩 플랫폼 상의 3D 프린팅된 폐를 예시한다. 도 12a는 일 실시양태에 따른 폐포 가스 교환 유닛의 개략도를 예시한다. 이 개략도는 일 실시양태에 따른 혈관 구획의 적색 영역으로 둘러싸인 기도 구획의 청색 영역을 도시한다. 이 개략도는 5-15 (w/w)% PEGDA3400, 6-9 (w/w)% PEG575, 1-3 (w/w)% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.13 (w/w)% UV386A를 사용하여 프린팅된 일 실시양태에 따른 상단의 입방체 네트 아키텍처 및 하단의 캡슐 네트 아키텍처를 도시한다. 도 12b는 일 실시양태에 따른 혈관계 내부의 혈액 및 공기가 관류되는 3D 프린팅된 스캐폴드를 예시한다. 상단은 일 실시양태에 따른, 5 mm 혈관 직경 및 200 um의 혈액이 관류되는 계면을 갖는 입방체 네트 아키텍처의 이미지이다. 하단은 일 실시양태에 따른, 15 mm의 혈관 직경 및 200 um의 혈액이 관류되는 계면을 갖는 캡슐 네트 아키텍처의 이미지이다. 3D 프린팅된 스캐폴드는 다음의 방식으로 형성되었다: 5-15 (w/w)% PEGDA3400, 6-9 (w/w)% PEG575, 1-3 (w/w)% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.13 (w/w)% UV386A. 도 12c는 도 8b에서 이미징된 가스 교환 유닛으로부터 3D 프린팅된 하이드로겔을 가로지르는 가스 교환의 데이터의 플롯을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 아키텍처 및 치수는 혈액이 미세생리학적 장치를 통해 유동할 때 이에 의해 수집되는(picked up) 산소의 양에 영향을 미친다.
도 13은 유입구 유닛에서 측정된 혈액의 산소 함량과 비교하여 유닛의 유출구에서 측정된 혈액의 산소 함량의 증가의 플롯을 갖는 상이한 미세생리학적 유닛 설계를 예시한다. 생리학적으로 100% 산소 전달은 15%-20% 산소로부터의 증가 또는 5 mL O2/dL 혈액의 변화로서 정의된다. 캡슐 네트, 자이언트 피셔 및 피셔 블록은 다양한 수준의 산소 전달 및 가스 교환 용량을 갖는 미세생리학적 설계를 나타낸다. 미세생리학적 유닛의 내강 직경은 혈관계에서 200 um-500 um로 다양하였다. 혈관계 및 기도 사이의 계면은 400 um이었다. 이 작업에 사용된 바이오잉크는 5% PEGDA 6000, 10% 4-HBA (4-하이드록시부틸 아크릴레이트), 1.5% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.1% UV386A였다. 이러한 미세생리학적 모델의 직경 및 계면을 변화시키면 상이한 양의 가스 교환율을 산출할 것으로 예상된다. 예상된 바와 같이, 가장 큰 표면적을 갖는 피셔 블록은 다른 스캐폴드에 비해 가장 많은 산소 전달의 양을 만든다.
도 14a-14f는 일 실시양태에 따른 상이한 재료로 만들어지고 다중 온도에서 측정된 칩 상의 2D 폐를 예시한다. 도 14a는 일부 실시양태에 따른 멤브레인 기반 가스 교환 유닛을 예시한다. 유닛은 공기 구획에 공기가 주입될 수 있고 혈관 구획에 혈액이 주입될 수 있도록 설정된다. 혈액의 산소 함량은 혈관 함량에 대해 유입구 및 유출구에서 측정될 수 있다. 물 배쓰는 다중 온도에서 완료될 테스트를 가능하게 한다. 도 14b는 내부에 혈액의 관류를 포함하는 멤브레인 기반 가스 교환 유닛을 예시한다. 도 14c는 25℃에서의 콜라겐 멤브레인에 대한 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다. 도 14d는 37℃에서의 콜라겐 막에 대한 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다. 도 14e는 25℃에서의 PDMS 막에 대한 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다. 도 14f는 37℃에서의 PDMS 막에 대한 가스 교환 데이터의 플롯을 예시한다. 결과는 가스 교환율이 25℃에 비해 37℃에서 극도로 더 낮다는 것을 도시한다. 이는 헤모글루빈이 더 높은 온도에서 산소를 느슨하게 하는 경향이 있어, 가스 교환율이 더 낮다는 생리학적 기대와 함께 하락하고 있다.
도 15는 다양한 세포화 조건 하의 미세생리학적 시스템에서의 내피 세포 씨딩을 예시한다. 미세생리학적 스캐폴드는 위에 기재된 방법을 사용하여 3D 프린팅되었다. 재료는 8% PEGDA3400, 10% 3-하이드록시피콜린산 (3-HPA), 1% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.1% UV386A였다. 플랫폼은 상이한 기하학적 구조에 씨딩된 상이한 유속 및 세포 밀도를 사용하여 다양한 세포화 조건을 이미지화하는 데 사용되었다. 이 예시는 미세생리학적 시스템을 사용하여 내피화 절차 및 3D 프린팅된 하이드로겔 상의 내피 세포의 상호작용을 모니터링할 수 있음을 도시한다.
도 16a-16c는 일부 실시양태에 따른 무세포 및 세포 가스 교환 검정을 예시한다. 도 16a는 일부 실시양태에 따른 캡슐 네트 모델의 개략도를 예시한다. 캡슐 네트는 5-15 (w/w)% PEGDA3400, 6-9 (w/w)% PEG575, 1-3 (w/w)% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.13 (w/w)% UV386A로부터 제조되었다. 도 16b는 낮은 산소에서 입방체 네트 모델로 관류된 인간 전혈을 예시한다. 재료는 8% PEGDA2400, 10%-3하이드록시피콜린산 (3-HPA), 1% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트, 0.1% UV386A였다. 도 16c는 대조군과 비교하여 무세포 및 세포 가스 교환 검정에 대해 달성된 가스 교환율을 예시한다. 재료는 8% PEGDA2400, 10%-3하이드록시피콜린산 (3-HPA), 1% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트, 0.1% UV386A였다. 아키텍처는 200μm 내강이었다. 내피 세포에 100 μl 분 유속으로 씨딩하였다. 무세포화된 것의 평균은 0.0004 ml O2/분 ml 조직이었다. 세포화된 것의 평균은 0.00038 ml O2/분 ml 조직이었다. 위에서 알 수 있는 바와 같이, 가스 교환 검정에 대한 세포의 첨가는 무세포 및 세포 검정 간에 가스 교환 차이를 야기하지 않았다.
가스 교환 유닛에 다양한 유형의 세포가 씨딩될 수 있다. 가스 교환 유닛은 멤브레인 상에 씨딩될 수 있다. 씨딩 세포는 폐동맥 내피 세포일 수 있다. 세포는 내피 세포일 수 있다. 세포는 상피 세포일 수 있다. 세포는 작은 기도 상피 세포일 수 있다.
가스 교환 유닛 멤브레인의 상이한 측면에 상이한 세포가 씨딩될 수 있다. 예를 들어, 작은 기도 상피 세포 (SAEC)는 생체재료 하이드로겔 스캐폴드의 한 측면에 씨딩되고, 내피 세포는 생체재료 하이드로겔 스캐폴드의 다른 측면에 씨딩된다. 예를 들어, SAEC는 생체재료 스캐폴드의 기도 측면에 씨딩될 수 있고, 내피 세포는 멤브레인의 혈관 측면에 씨딩될 수 있다.
미세-생리학적 유닛은 다중 적용에 대한 생리학적 관련 모델로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 미세-생리학적 유닛이 합성 폐인 경우, 약학 조성물은 폐 장애에 대한 약물의 효험에 대해 스크리닝될 수 있다. 폐 독성 연구는 시스템-온-칩 장치에서 수행될 수 있다. 다른 실시양태에서, 미세-생리학적 유닛은 신장, 간, 폐 결장, 심장 또는 기타 기관과 같은 대안적인 기관일 수 있다. 이 목록은 단지 예시인 것으로 여겨지며 포괄적이지 않다. 이러한 합성 기관은 관련 시스템-온-칩 장치에서 약물 또는 기타 재료의 독성 또는 효험을 스크리닝하는 데 사용될 수 있다. 당업자는 많은 합성 기관이 이러한 방식으로 생산될 수 있으며 유사한 효험 및 독성 연구가 본원에 기재된 기술을 사용하여 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.
본원에서 단수로 지칭되는 시스템 및 방법의 구현예 또는 요소 또는 행위에 대한 임의의 언급은 이러한 요소를 복수로 포함하는 구현예를 포함할 수 있고, 본원의 임의의 구현예 또는 요소 또는 동작에 대한 복수의 임의의 언급은 단지 단일 요소를 포함하는 구현예를 포함할 수 있다. 단수 또는 복수 형태의 언급은 현재 개시된 시스템 또는 방법, 이들의 구성요소, 동작 또는 요소를 단일 또는 복수 구성으로 제한하려는 의도가 아니다. 임의의 정보, 동작 또는 요소에 기반한 임의의 동작 또는 요소에 대한 언급은 동작 또는 요소가 임의의 정보, 동작 또는 요소에 적어도 부분적으로 기반하는 구현예를 포함할 수 있다.
본원에 활용된 바와 같이, 용어 "대략", "약", "실질적으로" 및 유사한 용어는 본 개시내용의 주제가 속하는 기술분야의 당업자에 의한 일반적이고 허용되는 용법과 조화를 이루는 넓은 의미를 갖는 것으로 의도된다. 본 개시내용을 검토하는 당업자는 이들 용어가 이러한 특징의 범주를 제공된 정확한 수치적인 범위로 제한하지 않으면서, 기재되고 청구된 특정 특징의 설명을 허용하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 이들 용어는 기재되고 청구된 주제의 비실질적이거나 중요하지 않은 변형 또는 변경이 첨부된 청구범위에 인용된 바와 같은 개시내용의 범주 내에 있는 것으로 간주될 것임을 나타내는 것으로서 해석되어야 한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "생체재료"는 본 개시내용의 주제가 속하는 기술분야의 당업자에 의해 통상적이고 수용되는 용법과 조화를 이루는 넓은 의미를 갖도록 의도된다. 생체재료는 자연 및/또는 합성 중합체일 수 있다. 생체재료는 자연적으로 발생하는 기타 생물학적 재료뿐만 아니라 생물학적 재료를 모방하기 위해 합성된 물질을 포함한다. 이러한 물질은 생물학적 물질로부터 유래되었든지 합성적으로 형성되었는지에 관계없이, 중합체, 하이드로겔, 펩티드, 단백질, 셀룰로스, 당, 및 당업자에게 알려진 다양한 기타 재료를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태를 설명하기 위해 본원에 사용된 바와 같은 용어 "예시적" 및 이의 변동은 이러한 실시양태가 가능한 실시양태의 가능한 예, 표현, 또는 예시임을 나타내도록 의도된 것임을 유의해야 한다 (그리고 이러한 용어는 이러한 실시양태가 반드시 특별하거나 최상의 예임을 암시하도록 의도된 것이 아니다).
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "커플링된" 및 이의 변동은 2 개의 부재의 서로에 대한 직접적 또는 간접적 접합을 의미한다. 이러한 접합은 고정식 (예컨대, 영구적인 또는 고정된) 또는 이동형 (예컨대, 제거가능 또는 해제가능)일 수 있다. 이러한 접합은 서로에 대해 직접 커플링된 2 개의 부재로, 별도의 개재 부재 및 서로 커플링된 임의의 추가적인 중간 부재를 사용하여 서로에 대해 커플링된 2 개의 부재로, 또는 2 개의 부재 중 하나와 단일 일체형으로서 일체로 형성된 개재 부재를 사용하여 서로 커플링된 2 개의 부재로 달성될 수 있다. "커플링된" 또는 이의 변동이 추가적인 용어 (예컨대, 직접 커플링된)에 의해 변형되는 경우, 위에 제공된 "커플링된"의 일반적인 정의는 추가적인 용어의 단순한 언어 의미에 의해 변형되고 (예컨대, "직접 커플링된"은 임의의 별도의 개재 부재 없이 2 개의 부재의 접합을 의미함), 위에 제공된 "커플링된"의 일반적인 정의보다 더 좁은 정의를 초래한다. 이러한 커플링은 기계적, 전기적 또는 유체적일 수 있다.
본 출원은 다음의 문서 각각의 그 전체를 참조로 원용한다: (a) "친수성 단량체, 소수성 단량체 및 가교제를 사용한 3D 프린팅 하이드로겔 물체의 크기 제어"이라는 제목의 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 미국 가출원 제63/185,300호, 및 2022 년 5 월 6 일에 출원된 동일한 제목의 미국 정규 및/또는 PCT 출원(들); (b) "변형된 3D-프린트된 물체 및 이들의 용도"라는 제목의 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 미국 가출원 제63/185,302호, 및 2022 년 5 월 6 일에 출원된 동일한 제목의 미국 정규 및/또는 PCT 출원(들); (c) "3D 프린팅된 하이드로겔 물체의 광경화성 강화"라는 제목의 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 미국 가출원 제63/185,305호, 및 2022 년 5 월 6 일에 출원된 동일한 제목의 미국 정규 및/또는 PCT 출원(들); (d) "생체의학적 적용을 위한 하이드로겔 튜브의 적층 제조"라는 제목의 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 미국 가출원 제63/185,299호, 및 2022 년 5 월 6 일에 출원된 동일한 제목의 미국 정규 및/또는 PCT 출원(들); (e) "세포 점착성 3D 프린팅된 물체를 생성하기 위한, 기능화된 및 비-기능화된 ECMS, ECM 단편, 펩티드 및 생체활성 구성요소의 사용"이라는 제목의 2021 년 5 월 6 일자로 출원된 미국 가출원 제63/185,293호, 및 2022 년 5 월 6 일에 출원된 동일한 제목의 미국 정규 및/또는 PCT 출원(들).
본원에 개시된 임의의 구현예는 임의의 다른 구현예와 조합될 수 있고, "구현예", "일부 구현예", "대안적인 구현예", "다양한 구현예" 또는 "일 구현예" 등에 대한 언급은 반드시 상호 배타적일 필요는 없고 구현예와 관련하여 기재된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 하나 이상의 구현예에 포함될 수 있음을 나타내기 위한 것이다. 본원에 사용된 바와 같은 이러한 용어는 반드시 모두 동일한 구현예를 지칭하는 것은 아니다. 임의의 구현예는 본원에 개시된 양태 및 구현예와 일치하는 임의의 방식으로, 임의의 다른 구현예와 포괄적으로 또는 배타적으로 조합될 수 있다.
"또는"에 대한 언급은 "또는"을 사용하여 기재된 임의의 용어가 단일, 하나 초과 및 모든 기재된 용어 중 임의의 것을 나타낼 수 있도록 포괄적인 것으로서 해석될 수 있다. 용어의 연결 목록 중 하나 이상에 대한 언급은 단일, 하나 초과, 및 모든 기재된 용어 중 임의의 것을 나타내는 포괄적인 또는(or)으로서 해석될 수 있다. 예를 들어, "'A' 및 'B' 중 하나 이상"에 대한 언급은 'A' 및 'B' 둘 모두 뿐만 아니라 오직 'A', 오직 'B'를 포함할 수 있다. 'A' 및 'B' 이외의 요소가 또한 포함될 수 있다.
요소의 위치 (예컨대, "상단," "하단," "위," "아래")에 대한 본원의 언급은 단지 도면 내 다양한 요소의 배향을 설명하기 위해 사용된다. 다양한 요소의 배향이 예시적인 실시양태에 따라 상이할 수 있고, 이러한 변동은 본 개시내용에 포함되는 것으로 의도됨을 유의해야 한다.
도면 및 설명이 방법 단계의 구체적인 순서를 예시할 수 있지만, 이러한 단계의 순서는 달리 위에서 다르게 명시되지 않는 한, 묘사되고 기재된 것과 상이할 수 있다. 또한, 달리 위에서 다르게 명시되지 않는 한, 2 개 이상의 단계가 동시에 또는 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이러한 변동은, 예를 들어, 선택된 소프트웨어 및 하드웨어 시스템 및 설계자의 선택에 따라 달라질 수 있다. 이러한 모든 변동은 개시내용의 범주 내에 있다. 마찬가지로, 기재된 방법의 소프트웨어 구현예는 다양한 연결 단계, 처리 단계, 비교 단계, 및 결정 단계를 달성하기 위해 규칙-기반 논리 및 기타 논리를 갖는 표준 프로그래밍 기술을 이용하여 달성될 수 있다.
본원에 기재된 시스템 및 방법은 이의 특성을 벗어나지 않으면서 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다. 전술한 구현예는 기재된 시스템 및 방법을 제한하는 것이 아니라 예시적인 것이다.
도면, 상세한 설명 또는 임의의 청구범위의 기술적 특징에 참조 부호가 뒤따르는 경우, 참조 부호는 도면, 상세한 설명, 및 청구범위의 이해도를 높이기 위해 포함되었다. 따라서, 참조 부호가 있든 없든 임의의 청구 요소의 범주에 임의의 제한적인 영향을 미치지 않는다. 따라서, 참조 부호 또는 그 부재 모두는 임의의 청구범위 요소의 범주에 대한 임의의 제한적인 영향을 미치지 않는다.
본원에 기재된 시스템 및 방법은 이의 특성을 벗어나지 않으면서 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다. 전술한 구현예는 기재된 시스템 및 방법을 제한하는 것이 아니라 예시적인 것이다. 따라서, 본원에 기재된 시스템 및 방법의 범주는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구범위에 의해 표시되고, 청구범위의 동등성의 의미 및 범위 내에서 발생하는 변화가 그 안에 포함된다.
다음은 본원에 개시된 시스템 및 방법의 예이다. 다음은 단지 예일 뿐이며, 당업자는 다양한 적용을 위해 개시내용의 시스템 및 방법을 최적화하기 위해 개시된 시스템 및 방법을 사용하여 조정될 수 있는 수많은 매개변수를 용이하게 인식할 것이다.
실시예 1:
5-15 (w/w)% PEGDA3400, 6-9 (w/w)% PEGDMA 575, 1-3 (w/w)% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.13 (w/w)% UV386A를 단계별로 조합하여, DI 물에 PEGDA3400을 혼합하고 PEGDMA 575를 첨가함으로써 바이오-잉크를 형성하였다. 1.5 (w/w)% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트를 용액에 첨가하고, 완전히 혼합하였다. UV386A 염료를 용액에 첨가하고, 혼합하였다. 바이오잉크를 3DSYSTEMS Corp.에서 맞춤 제조된 3D 프린터의 통(vat)에 배치하였다.
맞춤 설계된 3-d 프린팅된 미세유체 홀더를 도 17에 도시된 바와 같이 사용하였다. 미세유체 홀더를 상업적으로 이용가능한 플라스틱 수지 및 Formlab 프린터를 사용하여 프린팅하였다. 하이드로겔 미세유체를 맞춤 제조된 3DSYSTEMS 바이오프린터로 프린팅하여, 미세유체 홀더에 배치하였다. 다양한 개발 잉크를 사용하여 3-d 프린팅된 미세유체의 실시양태를 형성하였다. 예로서, 일 실시양태에서 잉크를 5-15 (w/w)% PEGDA3400, 6-9 (w/w)% PEGDMA 575, 1-3 (w/w)% 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조일포스피네이트 및 0.13 (w/w)% UV386A로 구성하고, 혼합 속도 혼합기를 200 RPM에서 3 분 동안 혼합하였다.
3D 프린터의 통에 잉크를 부었다. 프린터를 하이드로겔 3D 프린팅용으로 맞춤 제조하고 설계하였다. 사용된 시스템 및 방법의 실시양태는 참조로 원용되는 2020 년 8 월 24 일자로 출원된 출원 63/069317에서 논의되었다. 미세유체를 광중합된 잉크로 프린팅하였다. 바이오잉크를 층별 광중합 방법으로 층별로 프린팅하였다. 프린팅된 스캐폴드의 아키텍처는 4 mmX 3 mmX 14 mm의 치수를 갖는 캡슐-네트였다.
스캐폴드에 혈관계 측면의 폐동맥 내피 세포 (PAEC) 및 기도 측면의 폐포 상피 세포 (ATCC 세포주, 미국 버지니아주 마나사스 소재)를 포함하는 다양한 세포를 씨딩하였다. 세포를 6 시간 동안 30 ul/분의 유속으로 씨딩한 후, 4 일 동안 완충액을 관류시켰다.
한 측면에서는 혈액을, 다른 측면에서는 공기를 관류시킴으로써 스캐폴드를 테스트하였다. 50% SpO2 수준을 갖는 탈산소화된 혈액을 한 측면에서 관류하고 다른 측면에서 산소화의 양을 기록하였다. 혈액의 유속을 200 ul/분으로 설정하였고, 미세생리학적 시스템을 통과하기 전후에 혈액을 수집하였다. 혈액 내 가스의 수준을 Radiometer 혈액 분석기를 사용하여 측정하였다.
실시예 2:
본원에 기재된 3-D 프린팅 기술을 사용하여 가스 교환 유닛을 생성하였다. 캡슐 네트 아키텍처를 20 um 및 385 nm의 치수를 갖는 602N 재료로 만들었다. 생성된 칩을 37C에서 항온처리기의 내부에 배치하였다. 100 mL의 말 혈액을 확보하고, 산소 공급기/탈산소기를 사용하여 약 60%의 약 SpO2의 낮은 산소 함량으로 만들었다. 그런 다음, 칩의 혈관계 구성요소에 말 혈액을 주입하고, 질소 또는 공기를 칩의 기도를 통해 유동시켰다.
도 18a는 실시예 2의 샘플에 사용되는 가스 교환 유닛의 캡슐 네트 아키텍처 설계를 도시한다.
도 18b는 칩 1-5에 대한 혈액 유입구 및 유출구를 갖는 온도 제어된 가스 교환 유닛의 설정의 이미지를 도시한다.
도 19a는 칩 1 설정의 이미지를 도시한다. 공기/질소 유입구를 0.5 psi의 압력으로 부착하였고, 200 ul/분의 가스 유속을 칩의 관류에 사용하였다. 도 19b는 공기가 기도를 통해 유동할 때 대 질소가 기도를 통해 유동할 때의 칩의 유출구에서의 혈액의 혈액 산소 함량의 측정치 비교를 도시한다. 도시된 바와 같이, 공기 및 질소 둘 모두에 대한 가스 전달이 유의하였다.
도 20a는 칩 1과 동일한 방식으로 프린팅되고 설정된 칩 2 설정의 이미지를 도시한다. 도 20b는 공기가 기도를 통해 유동할 때 대 질소가 기도를 통해 유동할 때의 칩의 유출구에서의 혈액의 혈액 산소 함량의 측정치 비교를 도시한다. 도시된 바와 같이, 공기 및 질소 둘 모두에 대한 가스 전달이 유의하였다. 칩 1 및 2 사이에는 약간의 배치 변동이 있었다.
도 21a는 칩 1과 동일한 방식으로 설정된 칩 3의 이미지를 도시한다. 도 21b는 공기가 기도를 통해 유동할 때 대 질소가 기도를 통해 유동할 때의 칩의 유출구에서의 혈액의 혈액 산소 함량의 측정치 비교를 도시한다. 공기 및 질소 둘 모두에 대한 가스 교환 결과는 유의하다. 공기 부분에 대한 결과는 유사한 조건을 이용한 칩 번호 1과 매우 잘 일치한다.
도 22a는 칩 1과 동일한 방식으로 설정된 칩 4의 이미지를 도시한다. 도 22b는 공기가 기도를 통해 유동할 때 대 질소가 기도를 통해 유동할 때의 칩의 유출구에서의 혈액의 혈액 산소 함량의 측정치 비교를 도시한다. 도시된 바와 같이, 공기 및 질소 둘 모두에 대한 가스 전달이 다시 유의하였다.
도 23a는 칩 5 설정의 이미지를 도시한다. 칩 5는 칩 1과 유사한 방식으로 설정되었지만, 칩의 관류에는 400 ul/분의 더 높은 유속을 사용하였다. 도 23b는 공기가 기도를 통해 유동할 때 대 질소가 기도를 유동할 때의 칩의 유출구에서의 혈액의 혈액 산소 함량의 측정치 비교를 도시한다. 400 uL/분의 더 높은 유속은 환기가 없는 샘플에 비해 산소 및 질소에 대한 의미 있는 가스 전달을 초래하지 않았으며, 200 uL/분의 샘플보다 더 나쁜 성능을 보였다. 이는 혈액이 확산 전달을 위한 충분한 시간을 갖고 있지 않기 때문일 가능성이 있다.
바람직한 실시양태가 예시되고 설명되었지만, 본원에 정의된 바와 같은 더 넓은 양태에서 본 발명을 벗어나지 않으면서 당업자에 따라 그 안에서 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본원에 개시된 모든 참고문헌은 이에 대한 참고문헌에 의해 구체적으로 원용된다.

Claims (37)

  1. 3D 프린팅된 스캐폴드 및 세포 상호작용을 평가하는 데 사용될 수 있는 미세생리학적 시스템으로서,
    a. 현미경 이미징을 위해 미세유체 하이드로겔을 고정하도록 설계된 플라스틱 부품으로서의 프린팅된 3D 프린팅된 미세유체 하이드로겔 홀더; 및
    b. 혈관계 구조 및 기도의 2 개의 구획을 가지고 있는 3D 프린팅된 미세유체 하이드로겔을 포함하는, 미세생리학적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세유체 하이드로겔의 유체가 세포 배지 또는 세포 내용물인, 미세-생리학적 시스템.
  3. 미세생리학적 유닛으로서,
    (a) 유체를 전달하도록 구성된 혈관 네트워크; 및
    (b) 가스를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함하며,
    여기서 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 및 유체 사이의 가스 교환을 허용하고, 혈관 네트워크 및 기도 구획은 하이드로겔 스캐폴드를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유체가 혈액인, 미세생리학적 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스가 산소를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스가 공기인, 미세생리학적 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 네트워크의 중합체 스캐폴드에 폐동맥 내피 세포가 씨딩되는, 미세생리학적 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중합체가 하이드로겔인, 미세생리학적 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 네트워크 및 기도 구획을 위한 중합체 스캐폴드가 상이한 단량체를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 스캐폴드가 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 및 메타크릴화된 콜라겐의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 계면의 직경이 250 미크론 내지 350 미크론인, 미세생리학적 유닛.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 네트워크의 내강의 직경이 350 미크론 내지 450 미크론인, 미세생리학적 유닛.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 네트워크의 내강의 직경이 50 미크론 내지 500 미크론인, 미세생리학적 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 네트워크의 내강의 직경이 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 계면의 직경 이상인, 미세생리학적 유닛.
  15. 제1항의 세포화된 또는 무세포 가스 교환 유닛을 포함하는 인공 폐.
  16. 가스 교환 유닛을 형성하는 방법으로서,
    유체를 전달하도록 구성된 혈관 네트워크 및 가스를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함하는, 가스 교환 유닛을 프린팅하는 단계를 포함하며,
    여기서 혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 유체 및 가스 사이의 가스 교환을 허용하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가스 교환 유닛에 폐동맥 내피 세포를 씨딩하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 유체가 혈액 또는 세포 또는 세포 완충 배지인, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가스 교환 유닛의 혈관 네트워크에 전혈을 관류시키는 단계, 기도 구획에 공기를 관류시키는 단계, 및 혈관 네트워크 및 기도 구획 사이의 가스 교환을 측정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 가스 교환 유닛이 3-D 프린터를 사용하여 프린팅되는, 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 가스 교환 유닛이 바이오잉크를 사용하여 프린팅되는, 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 가스 교환 유닛이 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 및 메타크릴화된 콜라겐의 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 잉크를 사용하여 프린팅되는, 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 가스 교환 유닛이 메타크릴화된 콜라겐, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, PEG 메타크릴레이트, PEG 디아크릴레이트, 리튬 페닐-2,4,6-트리메틸벤조포스피네이트, 소듐 페닐-2,4,6-트리메틸벤조포스피네이트, UV386A 염료 및 3-하이드록시프로필 아크릴레이트를 포함하는 잉크를 사용하여 프린팅되는, 방법.
  24. 혈관계 조직을 형성하고 혈액을 전달하기 위한, 내피 세포를 사용하여 복잡한 혈관계 구조가 세포화되도록 구성된 혈관 네트워크 및 산소를 추가로 포함하기 위한, 다양한 상피 세포를 이용하여 세포화하여 공기를 보유하도록 구성된 기도 구획을 포함하는, 미세생리학적 유닛으로서,
    혈관 네트워크는 기도 구획과 접촉하여, 가스 교환을 허용하는, 미세생리학적 유닛.
  25. 제24항의 미세생리학적 유닛을 활용하여 약학 조성물을 스크리닝하는 방법.
  26. 제24항의 미세생리학적 유닛을 활용하여 폐 장애를 모델링하는 방법.
  27. 제24항의 미세생리학적 유닛을 활용하여 폐 독성 연구를 수행하는 방법.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 아키텍처가 캡슐 네트인, 미세생리학적 유닛.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 아키텍처가 자이언트 피셔(giant fischer)인, 미세생리학적 유닛.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 아키텍처가 피셔 블록인, 미세생리학적 유닛.
  31. 제1항에 있어서,
    인간 기관 스케일에서 3D 프린팅된 하이드로겔 스캐폴드를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 생체재료 하이드로겔 스캐폴드가 자연 또는 합성 중합체를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 자연 중합체가 콜라겐 및 젤라틴 중 하나를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
  34. 제31항에 있어서,
    세포가 씨딩되는, 미세생리학적 유닛.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 세포가 내피, 상피, 섬유아세포, 평활근 세포인, 미세생리학적 유닛.
  36. 제31항에 있어서,
    상기 소기도 상피 세포 (SAEC)가 생체재료 하이드로겔 스캐폴드의 한 측면에 씨딩되고, 내피 세포가 생체재료 하이드로겔 스캐폴드의 다른 측면에 씨딩되는, 미세생리학적 유닛.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 생체재료 하이드로겔 스캐폴드가 젤라틴 또는 콜라겐 또는 합성 중합체를 포함하는, 미세생리학적 유닛.
KR1020237042043A 2021-05-06 2022-05-06 미세생리학적 3-d 프린팅 및 이의 적용 KR20240019119A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163185298P 2021-05-06 2021-05-06
US63/185,298 2021-05-06
PCT/US2022/028165 WO2022236119A1 (en) 2021-05-06 2022-05-06 Microphysiological 3-d printing and its applications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240019119A true KR20240019119A (ko) 2024-02-14

Family

ID=82016484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237042043A KR20240019119A (ko) 2021-05-06 2022-05-06 미세생리학적 3-d 프린팅 및 이의 적용

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20220356433A1 (ko)
EP (1) EP4333916A1 (ko)
JP (1) JP2024516723A (ko)
KR (1) KR20240019119A (ko)
CN (1) CN117615800A (ko)
AU (1) AU2022270167A1 (ko)
CA (1) CA3217992A1 (ko)
IL (1) IL308305A (ko)
WO (1) WO2022236119A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230256672A1 (en) 2022-02-14 2023-08-17 Lung Biotechnology Pbc High density mesh for inverted 3d printing

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6369317A (ja) 1986-09-11 1988-03-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイツチ制御回路
US20140335496A1 (en) * 2011-12-05 2014-11-13 Research Triangle Institute Human conducting airway model comprising multiple fluidic pathways
KR20180068994A (ko) * 2015-10-16 2018-06-22 웨이크 포리스트 유니버시티 헬스 사이언시즈 다층 기도 오가노이드 및 그의 제조 및 사용 방법
CN105688279B (zh) * 2016-02-04 2018-10-26 天津幂方科技有限公司 一种肺替代物及其三维打印与注射成形制造方法
JP2021531924A (ja) * 2018-08-02 2021-11-25 ラング バイオテクノロジー ピービーシー 細胞受容足場を作製するための材料および方法
JP2022529540A (ja) * 2019-04-26 2022-06-22 ウィリアム マーシュ ライス ユニバーシティ 生体適合性ハイドロゲル内の多血管ネットワークおよび機能的血管内トポロジー

Also Published As

Publication number Publication date
AU2022270167A1 (en) 2023-11-30
EP4333916A1 (en) 2024-03-13
WO2022236119A1 (en) 2022-11-10
CN117615800A (zh) 2024-02-27
IL308305A (en) 2024-01-01
US20220356433A1 (en) 2022-11-10
CA3217992A1 (en) 2022-11-10
JP2024516723A (ja) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11976294B2 (en) Hypothermic 3D bioprinting of living tissues supported by perfusable vasculature
Tian et al. Recent advances in microfluidic technologies for organ-on-a-chip
Vera et al. Engineering tissue barrier models on hydrogel microfluidic platforms
JP6626884B2 (ja) 細胞層のインビトロ産生および培養デバイスのための半製品、および細胞層のインビトロ産生および培養デバイス
Ahmed Organ-on-a-chip microengineering for bio-mimicking disease models and revolutionizing drug discovery
KR20240019119A (ko) 미세생리학적 3-d 프린팅 및 이의 적용
Zhang et al. Pump‐less platform enables long‐term recirculating perfusion of 3D printed tubular tissues
Shuchat et al. Perfusion in Organ-on-Chip Models and Its Applicability to the Replication of Spermatogenesis In Vitro
EP4444850A1 (en) Microphysiological system and uses thereof
Li et al. 3D embedded bioprinting of large-scale intestine with complex structural organization and blood capillaries
Falcó Fusté Design of a hydrogel-based microfluidic chip for Organ-on-Chip applications
US20240352408A1 (en) Hypothermic 3d bioprinting of living tissues supported by perfusable vasculature
Cantoni Fabrication advances of microvasculature models on-chip
US20240150692A1 (en) Organ crosstalk in vitro chamber to simulate multi organ tissues
Bhatt S et al. Scaffold-mediated liver regeneration: A comprehensive exploration of current advances
Sawant et al. 3D BIOPRINTING OF TISSUE AND ORGAN: AN OVERVIEW
Pitaktong et al. Perfusable Apparatus For Thick-tissue Creation And Growth (patch) Of Cardiac Tissue
Dostie Enabling Techniques for Biomedical Research
Díaz Ferrero Bioprinted gut-on-a-chip to mimic the intestinal mucosa
Jehan Biotechnology applications in regenerative medicine
Grigoryan Advanced Stereolithography for Translational Vascular 3D Bioprinting
Chien Developing a 3D in vitro Model by Microfluidics
Mansouri Development of 3D In Vitro Liver Tumor Models Using Engineered Polymeric Microparticles for Drug Screening Applications
van Breukelen García Bioprinted gut-on-a-chip to mimic the small intestinal mucosa
Bennet Development of a microfluidic human airway-on-a-chip with cell-laden hydrogel for studying aerosol inhalation exposure with application demonstrated using whole wood smoke