Bioprinted dentin-pulp platform with decoupled mechanics promotes mineralization and vessel-like structures' formation in confined 3D microenvironments.

چکیده اصلی

Dental caries represents one of the most prevalent oral diseases worldwide, and conventional treatments rely on the use of inert restorative materials. Yet, restoration failure rates remain frequent, as currentin vitrotesting platforms fail to reproduce the complexity of native dental tissues. Here, we present a bioprinted dual-mechanical dentin-pulp platform generated using a methacrylated alginate (ALMA)-based biomaterial ink that can be either single or dual crosslinked (i.e. SC and DC models). These platforms, which differ in terms of stiffness and viscoelasticity, were developed to probe how biophysical cues govern cell-specific functions. When bioprinted within these matrices, HDPSCs-derived odontoblasts showed upregulation of lineage-specific markers and tissue mineralization within the DC models. In contrast, Human Umbilical Vein Endothelial Cells developed a more complex and interconnected vessel-like network within the SC constructs. By integrating both compartments within a single platform, we propose anin vitrodentin-pulp model that mimics the mechanical heterogeneity of native dental tissues.

ترجمه فارسی چکیده

تسکین‌های دندان‌سوختگی یکی از شایع‌ترین بیماری‌های دهانی در سراسر جهان است و درمان‌های متداول به استفاده از مواد ترمیمی بی‌فعال وابسته هستند. با این حال، نرخ شکست ترمیم‌ها همچنان متداول است، زیرا پلتفرم‌های آزمایشی فعلی در vitro نتوانسته‌اند پیچیدگی بافت‌های دندان بومی را بازتولید کنند. در اینجا، ما یک پلتفرم دندان‌سوختگی-ماهیچه‌ای دو-مکانیکی چاپ‌شده را که با استفاده از جوهر بیومتریال مبتنی بر آلژینات متاکریلات (ALMA) تولید شده است، ارائه می‌دهیم که می‌تواند به صورت تک‌تقارنی (SC) یا دو-تقارنی (DC) تقارنی شود. این پلتفرم‌ها که از نظر سختی و ویسکوالاستیسیته متفاوت هستند، برای بررسی اینکه چگونه سیگنال‌های بیوفیزیکی عملکردهای سلولی خاص را هدایت می‌کنند، توسعه یافته‌اند. وقتی در این ماتریس‌ها چاپ می‌شوند، اودونتوبلاست‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی دندان‌سوختگی (HDPSCs) نشان دادند که علامت‌های خاص خط سلولی و ترمیم‌سازی بافت معدنی در مدل‌های DC. در مقابل، سلول‌های اندوتلیال عروقی نوزاد انسان (HUVECs) در ساختارهای SC یک شبکه پیچیده و متصل‌شونده‌ای از نوع عروقی‌مانند توسعه دادند. با ادغام هر دو کپسوله در یک پلتفرم واحد، ما یک مدل دندان‌سوختگی-ماهیچه‌ای در vitro را پیشنهاد می‌کنیم که پیچیدگی مکانیکی بافت‌های دندان بومی را شبیه‌سازی می‌کند.

متن کامل اصلی