Engineering human-scale perfusable tissues for diabetes cell therapy using 3D printing
Notice bibliographique
Résumé
Pluripotent stem cell-derived beta cells have emerged as a potentially unlimited supply of therapeutic cells that can be used to treat type 1 diabetes (T1D). Encapsulation device designs have been envisioned to transplant these cells while assuring safety to the recipient and graft function. Although many designs have succeeded in reversing T1D in rodents and small animals, consistently replicating the same therapeutic effect in humans has been challenging. The scaling up of beta cell transplantation devices introduces challenges in mass transport, specifically in oxygenation and insulin distribution. This thesis focuses on how 3D printing can help us better address these hurdles, specifically through the development of biofabrication techniques and tissue culturing tools for vascularized devices. Two approaches in fabricating sacrificial templates for the vascularization of beta cell-laden hydrogels were studied. The first 3D prints the template out of carbohydrate glass and casts the hydrogel and cells around it, while the second uses embedded 3D printing to construct the template inside of the cell-laden hydrogel. For the first approach, the thermophysical properties of sugar glass inks were characterized and later optimized for freeform extrusion 3D printing. This work led to the development of a sucrose-based formulation with the capacity to 3D print centimeter-scale, self-supporting sacrificial templates that could be used to create perfusable hydrogels. Next, an in vitro perfusion system for the culture of centimeter-scale artificial tissue constructs was engineered. This platform was used to study the oxygenation, viability, and function of prominent beta cell encapsulation configurations, with or without internal vascularisation. In the second approach to engineer vascularized pancreatic tissues, a self-healing alginate matrix was engineered and used to streamline the creation of centimeter-scale cell-laden hydrogels with intricate vascular networks. Beta cells, including stem cell-derived islets, within these tissue constructs remained functional after being cultured under perfusion for up to 25 days in vitro. Overall, these advancements in 3D printing and biofabrication technology could be used to design and evaluate clinical scale vascularized beta cell-laden tissues and other bioartificial organ systems
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».