科學(xué)家在不使用支架的情況下3D打印出生物組織

據(jù)外媒報(bào)道，目前一些3D打印生物組織的方法涉及使用微型支架，然而一種新開發(fā)的技術(shù)通過使用水凝膠代替了這種方法的一些缺點(diǎn)。通常，身體組織（包括器官）的“生物打印”涉及將細(xì)胞接種到具有支架狀微結(jié)構(gòu)的材料中。

該材料為細(xì)胞嵌入其中提供了三維的“家”，然后再生。最終，當(dāng)宿主材料生物降解時(shí)，細(xì)胞接管，直到?jīng)]有剩余物，但生物組織以所需的物理形式存在。

然而，根據(jù)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分�？茖W(xué)家的說(shuō)法，這個(gè)過程確實(shí)存在一些缺點(diǎn)。一方面，讓時(shí)機(jī)恰到好處可能很棘手。此外，材料的生物降解會(huì)產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)品，并且支架會(huì)干擾細(xì)胞與細(xì)胞的“通訊” - 后者對(duì)于組織的正確形成至關(guān)重要。

作為替代方案，由Eben Alsberg教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用由微珠組成的水凝膠塊。將打印噴嘴降低到凝膠中，在那里它垂直和水平來(lái)回移動(dòng)-沉積由干細(xì)胞組成的“生物鏈” 。微珠將“生物鏈”保持在原位，保持在三維空間中沉積的位置。

然后將整個(gè)水凝膠珠粒基質(zhì)暴露于紫外光下，使珠粒彼此交聯(lián)，從而保持形狀。在接下來(lái)的幾周內(nèi)，細(xì)胞繼續(xù)繁殖并相互自由“交流”。隨后技術(shù)人員添加一種營(yíng)養(yǎng)浴溶液，使其很容易流過交聯(lián)珠子到達(dá)組織。

一旦該生物組織達(dá)到成熟，可以通過輕輕攪動(dòng)基質(zhì)或通過使它們無(wú)害地生物降解來(lái)除去珠子 - 可以通過化學(xué)方法確定降解速率。遺留下來(lái)的只是完全形成的器官或其他組織。到目前為止，研究人員已經(jīng)使用該技術(shù)生產(chǎn)了嚙齒動(dòng)物大小的股骨和耳軟骨。

“我們已經(jīng)證明，使用這種策略可以組織和組裝細(xì)胞聚集體，形成更大的功能組織，這可能對(duì)組織工程或再生醫(yī)學(xué)，藥物篩選和研究發(fā)育生物學(xué)的模型很有價(jià)值，”Alsberg說(shuō)道。

有關(guān)這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《Materials Horizons》雜志上。