2020-03-07 08:42:01
机器吸取微小的组织球体并精确打印

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宾州州立大学的研究人员说,一种新的生物打印方法利用细微的生物制剂(例如球状体,细胞和组织链),将它们精确地以3D模式放置在脚手架上或不创建具有自然属性的人造组织。

“组织球体已越来越多地用作制造组织的基础,但其精确的生物打印已成为主要局限性,”哈茨工程科学与力学家庭职业发展副教授Ibrahim T. Ozbolat说。 “此外,这些球体主要以无支架的方式进行生物打印,因此无法用于制造支架。”

对于再生医学和组织工程中的许多应用以及在用于疾病建模或药物筛选的微生理系统的制造中,使用支架都是必需的。

Ozbolat和他的团队使用了抽吸辅助生物打印以及传统的微阀打印来创建均质的组织和包含多种细胞的组织。

抽吸辅助生物打印利用吸力来移动微小的微观球体。正如可以通过将吸管放在吸管上并通过吸管来吸取豌豆一样,抽吸辅助生物打印法可以吸取组织球体,将吸力保持在球体上,直到将其正确放置在适当的位置,然后释放它。 。研究人员今天在《科学进展》中报告了他们的组织工程工作。

Ozbolat说:“当然,我们必须根据它们的粘弹性质轻轻地吸走它们,这样在将它们转移到凝胶基质上时就不会发生损坏。” “球体必须在结构上完整且在生物学上可行。”

通过控制球体的确切位置和类型,研究人员已经能够创建异种组织的样本,这些组织包含不同类型的细胞。

Ozbolat说:“我们首次证明,通过控制球体之间的位置和距离,我们可以介导集体毛细血管出芽。”

研究人员能够创建一个球状体矩阵,并在所需的方向上产生毛细血管。毛细血管对于产生可以生长并继续存活的组织是必需的。它们是将氧气和营养输送到细胞的一种手段,否则,细胞将死亡。没有毛细血管,只有最外面的细胞会吸收氧气和营养。

球体的精确放置还可以创建异质组织,例如骨骼。从人类间充质干细胞开始,研究人员发现这些细胞分化并自组装成骨组织。

产生人造生物组织的能力在再生医学之外的地区非常有价值。通常,组织样本对于测试药物或筛选其他化学产品是必需的。为每种目的生产特定的组织可有助于这些努力。

研究人员认为,这种方法具有成本效益,因为该设备的成本不到1,000美元,并且易于使用。他们报告说,该系统“可以在多种应用中使用,包括但不限于单片器官设备,药物测试设备,微流体,体外人类疾病模型,类器官工程,生物制造和组织工程,生物计算和生物物理学。”

他们确实指出,该系统仍需要改进,以高通量打印椭球体,以便在更短的时间内产生更大的组织。

该系统可能还有其他开箱即用的用途。 Ozbolat认为,产生电流的鳗鱼电化学电池的生物打印可能会在将来导致电池充满电。

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