2024/11/25
Enabling 3D bioprinting of cell-laden pure collagen scaffolds via tannic acid supporting bath
Palladino, S..; Copes, F.; Chevalier, P.; Mantovani, D. (2024). Enabling 3D bioprinting of cell-laden pure collagen scaffolds via tannic acid supporting bath. Front. Bioeng. Biotechnol., 2024, vol. 12, 1434435.
La fabrication de structures biomimétiques chargées de cellules représente un pilier des stratégies d’ingénierie tissulaire et de médecine régénérative (TERM), et le collagène est la matrice de référence pour les cellules. Ces dernières années, l’impression 3D par extrusion a introduit de nouvelles possibilités pour améliorer les performances des échafaudages en collagène grâce à la précision, la reproductibilité et le contrôle spatial. Cependant, la conception de bio-encres de collagène pur représente un défi, en raison du faible module de stockage et du long temps de gélification, qui entravent fortement l’extrusion d’un filament de collagène et la rétention de la forme souhaitée après impression. Dans cette étude, la réticulation par l’acide tannique de la couche externe de collagène est proposée comme stratégie pour permettre l’extrusion de filaments de collagène. À cette fin, une solution d’acide tannique a été utilisée comme bain de soutien pour agir exclusivement comme agent de réticulation externe pendant le processus d’impression, tout en permettant la formation de fibres de collagène au sein du noyau, induite par le pH et la température. Les hydrogels de collagène (concentration 2–6 mg/mL) ont été extrudés dans des solutions d’acide tannique (concentration 5–20 mg/mL). Les résultats ont prouvé que l’interaction externe du collagène avec l’acide tannique pendant l’impression 3D permet l’extrusion du filament sans affecter les propriétés globales de l’échafaudage. L’interaction temporaire entre le collagène et l’acide tannique a entraîné la formation d’une couche externe semblable à une membrane qui protégeait le noyau, où le collagène pouvait librement s’organiser en fibres. La précision des formes imprimées était affectée à la fois par la concentration d’acide tannique et le diamètre de l’aiguille et peut donc être ajustée. Dans l’ensemble, les résultats présentés dans cette étude ont prouvé que le bain d’acide tannique permet l’impression biographique de collagène, préserve la morphologie du collagène et permet la fabrication d’un échafaudage de collagène pur chargé de cellules.