Abstract Recent advances in 3D bioprinting allow for generating intricate structures with dimensions relevant for human tissue, but suitable bioinks for producing translationally relevant tissue with complex geometries remain unidentified. Here, a tissue‐specific hybrid bioink is described, composed of a natural polymer, alginate, reinforced with extracellular matrix derived from decellularized tissue (rECM). rECM has rheological and gelation properties beneficial for 3D bioprinting while retaining biologically inductive properties supporting tissue maturation ex vivo and in vivo. These bioinks are shear thinning, resist cell sedimentation, improve viability of multiple cell types, and enhance mechanical stability in hydrogels derived from them. 3D printed constructs generated from rECM bioinks suppress the foreign body response, are pro‐angiogenic and support recipient‐derived de novo blood vessel formation across the entire graft thickness in a murine model of transplant immunosuppression. Their proof‐of‐principle for generating human tissue is demonstrated by 3D bioprinting human airways composed of regionally specified primary human airway epithelial progenitor and smooth muscle cells. Airway lumens remained patent with viable cells for one month in vitro with evidence of differentiation into mature epithelial cell types found in native human airways. rECM bioinks are a promising new approach for generating functional human tissue using 3D bioprinting.

Microrheology, the study of material flow at micron scales, has advanced significantly since Robert Brown's discovery of Brownian motion in 1827. Mason and Weitz's seminal work in 1995 established the foundation for microrheology techniques, enabling the measurement of viscoelastic properties of complex fluids using light-scattering particles. However, existing techniques face limitations in exploring very slow dynamics, crucial for understanding biological systems. Here, we present a proof of concept for a novel microrheology technique called "

Abstract The design of hydrogels as mimetics of tissues’ matrices typically disregards the viscous nature of native tissues and focuses only on their elastic properties. In the case of stem cell chondrogenesis, this has led to contradictory results, likely due to unreported changes of the matrices’ viscous modulus. Here, by employing isoelastic matrices with a Young’s modulus of ~12 kPa, we demonstrate that variations in viscous properties alone (i.e., loss tangent between 0.1-0.25) are sufficient to drive efficient growth factor-free chondrogenesis of human mesenchymal stem cells, both in 2D and 3D cultures. The increase of the viscous component of RGD-functionalised polyacrylamide or polyethylene glycol maleimide hydrogels promotes a phenotype with reduced adhesion, alters mechanosensitive signalling, and boosts cell-cell contacts. In turn, this upregulates the chondrogenic transcription factor SOX9 and supports neocartilage formation, demonstrating that the mechanotransductive response to the viscous nature of the matrix can be harnessed to direct cell fate.

Microbial activity in planktonic systems creates a dynamic and heterogeneous microscale seascape that harbours a diverse community of microorganisms and ecological interactions of global significance. Over recent decades a great deal of effort has been put into understanding this complex system, particularly focusing on the role of chemical patchiness, while overlooking a governing feature of microbial life affected by biological activity: viscosity. Here we use microrheological techniques to measure viscosity at length scales relevant to microorganisms. Our results reveal the viscous nature and the spatial extent of the phycosphere and show heterogeneity in viscosity at the microscale. Such heterogeneity affects the distribution of chemicals and microorganisms, with pervasive and profound implications for the functioning of the entire planktonic ecosystem.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Abstract Biomechanical cues from the extracellular matrix (ECM) are essential for directing many cellular processes, from normal development and repair, to disease progression. To better understand cell-matrix interactions, we have developed a new instrument named ‘OptoRheo’ that combines light sheet fluorescence microscopy with particle tracking microrheology. OptoRheo lets us image cells in 3D as they proliferate over several days while simultaneously sensing the mechanical properties of the surrounding extracellular and pericellular matrix at a sub-cellular length scale. OptoRheo can be used in two operational modalities (with and without an optical trap) to extend the dynamic range of microrheology measurements. We corroborated this by characterising the ECM surrounding live breast cancer cells in two distinct culture systems, cell clusters in 3D hydrogels and spheroids in suspension culture. This cutting-edge instrument will transform the exploration of drug transport through complex cell culture matrices and optimise the design of the next-generation of disease models.

There is a pressing clinical need to develop cell-based bone therapies due to a lack of viable, autologous bone grafts and a growing demand for bone grafts in musculoskeletal surgery. Such therapies can be tissue engineered and cellular, such as osteoblasts combined with a material scaffold. Because mesenchymal stem cells (MSCs) are both available and fast growing compared to mature osteoblasts, therapies that utilise these progenitor cells are particularly promising. We have developed a nanovibrational bioreactor that can convert MSCs into bone-forming osteoblasts in 2D and 3D but the mechanisms involved in this osteoinduction process remain unclear. Here, to elucidate this mechanism, we use increasing vibrational amplitude, from 30 nm (N30) to 90 nm (N90) amplitudes at 1000 Hz, and assess MSC metabolite, gene and protein changes. These approaches reveal that dose-dependent changes occur in MSCs’ responses to increased vibrational amplitude, particularly in adhesion and mechanosensitive ion channel expression, and that energetic metabolic pathways are activated, leading to low-level reactive oxygen species (ROS) production and to low-level inflammation, as well as to ROS- and inflammation-balancing pathways. These events are analogous to those that occur in the natural bone-healing processes. We have also developed a tissue engineered MSC-laden scaffold designed using cells’ mechanical memory, driven by the stronger N90 stimulation. These new mechanistic insights and cell-scaffold design are underpinned by a process that is free of inductive chemicals.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.