《Advanced Materials》:中美医学专家携手 3D生物打印取得新进展

来源:中国新闻网

发布时间:2018年12月4日下午 04:12:33

将各种功能细胞注入打印机精准构建复层空腔组织,这是科学创意还是现实?上海交通大学医学院附属仁济医院15日披露,该院整形外科皮庆猛博士的研究揭示3D生物打印已经实现空腔组织打印,且打印后细胞能够长期存活。

皮庆猛的研究有望用于实现复杂空腔组织或器官的精准构建,尤其对需要空腔器官或组织移植的病人,是一种新的获取供体的形式。该研究成果还有望用于体外血管、肠道、泌尿系统等空腔脏器疾病模型模拟、药物筛选、组织移植替代物等诸多领域。

国际生物材料知名杂志《Advanced Materials》在线发表了皮庆猛题为“多层环状组织的数字可调微流控生物打印”的研究论文。据了解,哈佛大学医学院Yu Shrike Zhang教授及加州大学洛杉矶分校Ali Khademhoseini教授为共同通讯作者。该研究意味着中国3D生物打印技术正逐步与世界接轨。

3D生物打印难在哪里?据皮庆猛介绍,生物打印需要考虑非常多的因素,比如:打印材料的细胞相容性、力学强度等。相对于一般实体组织,空腔组织构建更为复杂,不仅要求多细胞成分,还涉及到不同亚层细胞类型和功能等。该研究证实3D生物打印通过新型设计系统,可以快速、精准、个性化构建含有不同功能细胞的血管、尿道等复层空腔组织,组织结构清晰。

皮庆猛博士比喻,打印实体组织相当于烤一个实心的面包,打印复层的空腔组织,相当于烤一个空心的面包,这个空心还要分不同的夹层,层与层紧紧贴合又彼此分开。相对于一般的3D打印,生物打印需要全过程控制细胞活力,保护细胞不受伤害;其次空腔内的不同功能细胞在各个层面能够均匀分布,更符合人体正常结构。

研究还证实,通过控制系统可以实现单层结构、双层结构在同一根管腔结构反复切换的设想。将血管细胞、尿道细胞分别与复合水凝胶混合后,利用MCCES打印复层管腔组织,体外培养发现,细胞活力在80%以上,细胞在水凝胶支架材料上可以充分铺展生长,并表达特异标志物。

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