热点

创新使体积生物打印向临床迈进

字号+ 作者:和衷共济网 来源:探索 2024-03-28 20:42:48 我要评论(0)

细胞打印嵌入颗粒凝胶中。图片来源:荷兰乌得勒支大学医学中心。科技日报记者 张佳欣。生物印刷是对活细胞和组织的印刷,患者可以利用自己的细胞培养器官,这种有前途的技术可以解决未来器官捐赠短缺的问


细胞打印嵌入颗粒凝胶中。创新图片来源:荷兰乌得勒支大学医学中心。使体

科技日报记者 张佳欣。积生

生物印刷是物打对活细胞和组织的印刷,患者可以利用自己的临床细胞培养器官,这种有前途的迈进技术可以解决未来器官捐赠短缺的问题。然而,创新打印活组织和细胞是使体极其复杂的,需要克服许多障碍。积生

最近发表在《先进材料技术》上的物打三篇论文介绍了荷兰乌得勒支大学医学中心生物打印活组织的三项创新,这将使生物打印更具临床意义。临床

在打印样品中创建生物功能区。迈进

体积生物打印可以在几秒钟内打印出几立方厘米的创新物体,这为打印细胞提供了许多可能性。使体然而,积生受细胞水凝胶特性的限制,当打印完成时,细胞可能不会准确地放置在需要的地方,也不可能通过改变凝胶来帮助细胞发育、生长或特化。

研究人员研究了凝胶的孔隙率和与凝胶中其他分子结合的化合物,以便在印刷过程中对印刷品进行化学改性。

首先,他们用体积打印机打印基于明胶的结构,然后将生物分子和光引发剂注入这些结构,从而在明胶结构中创建复杂的3D模型。这种方法首次允许科学家3D控制他们想要捕获的生物分子的位置。

通过这种创新,生长因子或生物活性蛋白质可以以任何预期的3D形状引入体积打印。例如,科学家可以在3D打印对象中创建一个“吸引”新血管的轨迹,并将引导血管方向和形成的信号分子放置在轨迹上。然后,这些信号可以正确地吸引细胞,或帮助干细胞发挥其再生潜力。

结合快速体积生物印刷技术,科学家们有望建立一个能够指导细胞行为和发育的生物软化支架。这意味着3D生物可以近距离模拟自然组织和器官的复杂生化环境。

颗粒状凝胶打印细胞具有较高的活性。

当3D打印成功地产生组织时,细胞也需要得到照顾。要形成功能组织,就需要能够生长、移动和相互交流。

为了实现这一点,生物打印材料必须提供一个允许细胞自组织和交流的环境,如使用软水凝胶,但确保这些材料的高分辨率打印和形状保真度仍然是瓶颈,特别是在使用传统的3D打印技术时。

研究小组利用颗粒树脂来克服挑战。各颗粒具有与散装水凝胶对应物相当的特性,包装好的颗粒可根据需要设计定制。因此,利用颗粒生物材料可以应对印刷过程中与块细胞封装和材料可加工性有关的缺陷。

这种颗粒状树脂允许研究人员将挤压打印与体积打印相结合。一些细胞或其它化学物质可以通过挤压打印沉积在树脂中。该方法优化了体积打印速度与挤压打印精度之间的平衡。凝胶在打印喷嘴周围移动,就像用手指搅拌奶油一样。奶油也在手指周围移动。细胞可以在不担心结构强度的情况下快速放置在多层中。然后,体积打印可以通过创建和细化挤压单元周围的形状来完成。

细胞实验证实,用颗粒状树脂打印后,细胞比固体凝胶具有更多的生物活性。干细胞在打印到树脂中的8天内可以更好地扩展,上皮细胞和神经元样细胞之间建立了更多的连接。

未来,这些工具将有助于增强组织功能,为组织工程、再生医学和新兴工程生物材料开辟更多机会。

实现功能性血管打印的技术结合。

体积生物打印允许细胞在打印过程中生存,但其最终打印结构存在缺陷,如打印血管不能承受高压和弯曲。为此,研究人员试图将体积生物打印与熔融电写相结合。

熔融电写是一种高精度的3D打印,其工作原理是引导熔融塑料的细丝进行生物降解。它可以制造机械强度高、能承受外力的支架,但缺点是不能直接用电池打印,因为涉及的温度很高。解决方案是用体积生物打印将载细胞凝胶固化在支架上。

研究人员首先用熔融电写创建管状支架,然后将其浸泡在带有光活性凝胶的小瓶中,并将其放置在体积生物打印机中。原则上,打印机的激光可以固化支架内、支架上及其周围的凝胶。

试验发现,不同厚度的支架产生了坚固的管道。通过使用两个不同标记的干细胞,研究小组可以打印出两层干细胞的原理来验证血管,并种植上皮细胞来覆盖血管腔。

该设计还允许研究人员在打印产品的侧面留出孔,以控制血管的渗透性,使血液发挥其作用。最后,研究人员创造了更复杂的结构,如分叉血管,甚至具有维持单向流动功能的静脉瓣膜血管。

研究人员表示,这些创新为促进生物打印提供了更灵活的选择,并将这些技术结合起来并在未来扩展。

1.本站遵循行业规范,任何转载的稿件都会明确标注作者和来源;2.本站的原创文章,请转载时务必注明文章作者和来源,不尊重原创的行为我们将追究责任;3.作者投稿可能会经我们编辑修改或补充。

相关文章
  • 年夜烟火暖人心——从团圆“食”刻看消费活力

    年夜烟火暖人心——从团圆“食”刻看消费活力

    2024-03-28 20:35

  • 首次检测单原子X射线信号将彻底改变材料检测方法

    首次检测单原子X射线信号将彻底改变材料检测方法

    2024-03-28 19:58

  • “分裂”声子显示量子特性

    “分裂”声子显示量子特性

    2024-03-28 18:43

  • 天玛智能控制:创新“智能”建设,建设行业标杆智能工厂

    天玛智能控制:创新“智能”建设,建设行业标杆智能工厂

    2024-03-28 18:13

网友点评