科学家在不使用支架的情况下3D打印出生物组织

据外媒报道,目前一些3D打印生物组织的方法涉及使用微型支架,然而一种新开发的技术通过使用水凝胶代替了这种方法的一些缺点。通常,身体组织(包括器官)的“生物打印”涉及将细胞接种到具有支架状微结构的材料中。

该材料为细胞嵌入其中提供了三维的“家”,然后再生。最终,当宿主材料生物降解时,细胞接管,直到没有剩余物,但生物组织以所需的物理形式存在。

然而,根据伊利诺伊大学芝加哥分校科学家的说法,这个过程确实存在一些缺点。一方面,让时机恰到好处可能很棘手。此外,材料的生物降解会产生有毒的副产品,并且支架会干扰细胞与细胞的“通讯” - 后者对于组织的正确形成至关重要。

作为替代方案,由Eben Alsberg教授领导的团队开发了一种系统,该系统使用由微珠组成的水凝胶块。将打印喷嘴降低到凝胶中,在那里它垂直和水平来回移动-沉积由干细胞组成的“生物链” 。微珠将“生物链”保持在原位,保持在三维空间中沉积的位置。

然后将整个水凝胶珠粒基质暴露于紫外光下,使珠粒彼此交联,从而保持形状。在接下来的几周内,细胞继续繁殖并相互自由“交流”。随后技术人员添加一种营养浴溶液,使其很容易流过交联珠子到达组织。

一旦该生物组织达到成熟,可以通过轻轻搅动基质或通过使它们无害地生物降解来除去珠子 - 可以通过化学方法确定降解速率。遗留下来的只是完全形成的器官或其他组织。到目前为止,研究人员已经使用该技术生产了啮齿动物大小的股骨和耳软骨。

“我们已经证明,使用这种策略可以组织和组装细胞聚集体,形成更大的功能组织,这可能对组织工程或再生医学,药物筛选和研究发育生物学的模型很有价值,”Alsberg说道。

有关这项研究的论文最近发表在《Materials Horizons》杂志上。

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