Biofabrication of a shape-stable auricular structure for the reconstruction of ear deformities
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Bioengineering of the human auricle remains a significant challenge, where the complex and unique shape, the generation of high-quality neocartilage, and shape preservation are key factors. Future regenerative medicine–based approaches for auricular cartilage reconstruction will benefit from a smart combination of various strategies. Our approach to fabrication of an ear-shaped construct uses hybrid bioprinting techniques, a recently identified progenitor cell population, previously validated biomaterials, and a smart scaffold design. Specifically, we generated a 3D-printed polycaprolactone (PCL) scaffold via fused deposition modeling, photocrosslinked a human auricular cartilage progenitor cell–laden gelatin methacryloyl (gelMA) hydrogel within the scaffold, and cultured the bioengineered structure in vitro in chondrogenic media for 30 days. Our results show that the fabrication process maintains the viability and chondrogenic phenotype of the cells, that the compressive properties of the combined PCL and gelMA hybrid auricular constructs are similar to native auricular cartilage, and that biofabricated hybrid auricular structures exhibit excellent shape fidelity compared with the 3D digital model along with deposition of cartilage-like matrix in both peripheral and central areas of the auricular structure. Our strategy affords an anatomically enhanced auricular structure with appropriate mechanical properties, ensures adequate preservation of the auricular shape during a dynamic in vitro culture period, and enables chondrogenically potent progenitor cells to produce abundant cartilage-like matrix throughout the auricular construct. The combination of smart scaffold design with 3D bioprinting and cartilage progenitor cells holds promise for the development of clinically translatable regenerative medicine strategies for auricular reconstruction.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Biofabrication of a shape-stable auricular structure for the reconstruction of ear deformities
- Date Crossref
- 01/01/2021
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Utrecht University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Heidelberg University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University Hospital Heidelberg pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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University Medical Center Utrecht Department of Orthopaedics pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Deventer Ziekenhuis pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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University of Twente pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Boston University Departments of Chemistry and Biomedical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Emma Kinderziekenhuis pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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University of Amsterdam pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Regenerative Medicine Center Utrecht pays non établi dans la noticeInstitution
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Deventer Hospital Bureau Science & Innovation pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Faculty of Electrical Engineering Robotics and Mechatronics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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