Cell-laden 3D bioprinted hydrogels for wound healing: cellular mechanism, bioprinting determinants and translational perspectives.

چکیده اصلی

Cell-laden three-dimensional (3D) bioprinted hydrogels have emerged as a promising technique for enhanced wound healing by integrating biomaterials, living cells, and precise fabrication technology. Chronic wounds that persist for an extended period of time, especially when pathologically affected by diseases like diabetes, can pose a serious threat to patients' health. Conventional dressing materials typically fail to provide adequate mechanical strength, drug release control, and complete tissue regeneration. In contrast, 3D bioprinting can allow for the selective deposition of cells into the extracellular matrix-mimetic hydrogels, making it possible to construct biomimetic scaffolds for tissue regeneration. This review provides a clear overview of how key cellular components such as mesenchymal stem cells, adipose-derived stem cells (ADSCs), fibroblasts, and multicellular systems contribute to important wound healing processes like immunomodulation, angiogenesis, cell proliferation, and re-epithelialisation. It also explores how bioprinting factors, including bioink rheology, cross-linking methods, and processing conditions, influence printability, the structural stability of scaffolds, and cell survival. The close relationship between scaffold design and how cells respond is emphasised as a key factor in determining how effective the treatment will be. Although pre-clinical studies have shown promising results, bringing this research into real-world clinical use remains challenging due to issues like lack of standardisation, difficulties in scaling up, regulatory hurdles, and high costs.

ترجمه فارسی چکیده

چاپ زیستی سه‌بعدی (3D) حاوی سلول با ادغام مواد زیستی، سلول‌های زنده و تکنولوژی دقیق ساخت، به عنوان یک تکنیک امیدوارکننده برای بهبود زخم ظهور کرده است. زخم‌های مزمن که برای مدت طولانی ادامه می‌یابند، به‌ویژه زمانی که بیماری‌هایی مانند دیابت آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهند، می‌توانند تهدیدی جدی برای سلامت بیماران باشند. مواد پانسمان متداول معمولاً نمی‌توانند استحکام مکانیکی کافی، کنترل آزادسازی دارو و بازسازی کامل بافت را فراهم کنند. در مقابل، چاپ زیستی سه‌بعدی امکان قراردهی انتخابی سلول‌ها در هیدروژل‌های مشابه ماتریس خارج سلولی را فراهم می‌کند و امکان ساخت پلتفرم‌های بایومیمتیک برای بازسازی بافت را فراهم می‌کند. این مرور، یک نمای کلی و شفاف از نحوه مشارکت اجزای کلیدی سلولی مانند سلول‌های بنیادی مزانشیمی، سلول‌های بنیادی مشتق از چربی (ADSC)، فیبروبلاست‌ها و سیستم‌های چندسلولی در فرآیندهای مهم بهبود زخم مانند ایمونومدولاسیون، آنژیوژنز، تکثیر سلولی و بازسازی اپیتلیال ارائه می‌دهد. همچنین بررسی می‌کند که چگونه عوامل چاپ زیستی، از جمله رئولوژی بوی‌انک، روش‌های تقویت‌کننده و شرایط فرآیند، بر قابلیت چاپ، پایداری ساختاری پلتفرم‌ها و بقا سلولی تأثیر می‌گذارند. رابطه نزدیک بین طراحی پلتفرم و پاسخ سلولی به عنوان یک عامل کلیدی در تعیین اثربخشی درمان تاکید شده است. اگرچه مطالعات پیش‌بالینی نتایج امیدوارکننده‌ای نشان داده‌اند، اما انتقال این تحقیق به استفاده بالینی واقعی همچنان چالش‌هایی مانند نبود استانداردسازی، دشواری‌های مقیاس‌دهی، موانع نظارتی و هزینه‌های بالا را به همراه دارد.

متن کامل اصلی