3D bioprinting of thick core–shell vascularized scaffolds for potential tissue engineering applications

Ajji, Z.; Jafari, A.; Mousavi, A.; Ajji, A.; Heuzey, M.C.; Savoji, H. (2025). 3D bioprinting of thick core–shell vascularized scaffolds for potential tissue engineering applications. European Polymer Journal 222 (2025) 113964.

 

La promesse de l’ingénierie tissulaire pour le développement de structures tridimensionnelles (3D) épaisses, vivantes et fonctionnelles a été limitée par les contraintes de diffusion des nutriments et de l’oxygène. Bien que les avancées en fabrication additive aient permis d’améliorer la fidélité et la complexité des structures (bio)imprimées en 3D, la vascularisation de ces échafaudages reste peu étudiée. Dans cette étude, nous avons exploité la bio-impression 3D par extrusion de structures cœur/enveloppe afin de concevoir des échafaudages millimétriques avec une microvascularisation intégrée, destinés à la réparation des tissus mous. Pour ce faire, nous avons utilisé des composites de gélatine méthacrylée (GelMA) et de gélatine. Une approche systématique a été adoptée pour examiner l’effet de divers paramètres, tels que les concentrations en matériaux et en photo-initiateurs ainsi que le temps de photo-polymérisation, sur les propriétés des structures obtenues. Les résultats ont montré que les échafaudages présentent un module de Young similaire à celui des tissus mous. Les paramètres de bio-impression 3D ont été optimisés afin que les procédés d’impression et de réticulation par photo-polymérisation ne nuisent pas à la viabilité cellulaire. Il a également été observé qu’un noyau interne creux continu pouvait être imprimé avec succès au sein des échafaudages. Lorsqu’il était enrichi en cellules endothéliales au cours du processus de bio-impression 3D, ce noyau pouvait former des micro-vaisseaux intégrés aux structures. Dans l’ensemble, nos résultats démontrent le potentiel significatif de cette approche pour le développement d’échafaudages épais et vascularisés destinés à l’ingénierie des tissus mous.