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“生物墨水”有望打印更多“零件”

2019-05-16 19:02    来源:人民健康网    责编:吕洪涛

  (通讯员章咪佳 周炜 记者宋黎胜)浙江大学机械工程学院贺永教授课题组发明了一种新型生物3D打印方法,能够操控不同种类的细胞形成特定结构的微球,进而长成具有生物活性的微组织。相关论文近日作为封底论文,刊登在国际纳米材料领域知名期刊《微尺度》上。

  贺永介绍,目前生物3D打印处于初级阶段,能够精准打印牙齿、骨骼等组织结构相对简单的“零部件”,并应用于临床。但如果把打印目标扩展到人体所有“零件”,挑战很多。首先,要保证人造器官能够适应人体的力学环境——不能太硬、太软或者塌陷;其次,器官要能够存活并发挥特定功能。比如血管,由成纤维细胞、平滑肌细胞、内皮细胞等组成,打印血管需要将不同的细胞打印到一起,形成具有生物活性的微组织。

  课题组将不同的细胞分别用水凝胶包裹制成“生物墨水”,在一个微流控芯片喷头的控制下,一点点“吐”出多组分细胞微滴。“生物墨水”的组分之一水凝胶是有名的“软物质”,研究人员摸索出来的方法是:在一股微气流的吹动下,喷头吐出的液滴会旋转起来,根据数学建模控制不同组分“生物墨水”下降的方向,就能形成精致的立体结构。这个过程,有点像糕点师在转动的蛋糕模具上裱花,让不同细胞形成特定的立体“编队”。

  贺永说,课题组用两种分别混合了骨髓间充质干细胞和人脐带静脉内皮细胞的“生物墨水”,同步打印出了带螺旋形的微球,经过几天实验室培养,成骨类器官就形成了。“这一技术的精度可以达到单细胞分辨率。”贺永说,与现有生物制造方法相比,其特点是首次实现了在微小空间内三维结构的可控成型,为体外重建复杂类器官提供了新思路。

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