发布时间:2018-01-02 16:20 原文链接: 让3D生物打印更简单,大阪大学找到了这种方法!

  相对于非生物材料类的打印技术,3D生物打印因其原材料的复杂性(活的生物细胞)和预设的在人体内的应用(替代或补足病人体内缺陷组织或器官),实现难度目前仍相对较大。这其中包括打印辅助材料、所要打印的细胞、细胞生长分化因子的合理配置、细胞养分的补充等等因素都要合理的考虑进去,才能保证打印出的生物组织或器官在体内或体外维持较长时间的生物活性和功能。

  迄今为止已经证明最有希望的生物打印方法是使用特殊的“生物墨水”,其被挤出以形成用于有机组织生长的支架。墨水中充满干细胞,其可被诱导以特定方式分化,形成特定类型的组织。然而,平衡墨水的自粘附性与其流速以及与特定细胞类型的兼容性仍然是一个挑战。

  大阪大学的研究人员基于以前的工作,开发了一种以酶为驱动的方法,将生物墨滴粘在一起,从而可以打印出复杂的生物结构。研究结果发表在《Macromolecular Rapid Communications》杂志上。

  这种酶叫做辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase),可以在氧化剂过氧化氢的存在下,使添加的聚合物的苯基之间建立交联。目前,海藻酸钠是喷墨打印的主要胶凝剂,但与某些细胞类型存在一定的相容性问题。虽然过氧化氢本身也会损伤细胞,研究人员仔细地调整了细胞和过氧化氢之间的输送,以限制它们的接触,从而保持细胞存活。

  第一作者Shinji Sakai表示:“打印任何一种组织结构都是一个复杂的过程,生物墨水必须具有足够低的粘度,才能流经喷墨打印机,而且印刷时还需要迅速形成高粘胶状的结构。我们的新方法在避免海藻酸钠的同时,还满足了这些要求。

  90%以上的细胞在这种方式制备的测试凝胶中是可行的。许多复杂的测试结构也可以从不同类型的细胞中生长出来。

  共同作者Makoto Nakamura说:“诱导多能干细胞技术的进步使我们有可能诱导干细胞以多种不同的方式分化。现在我们需要新的支架,这样我们就可以打印和支持这些细胞,从而实现全功能器官的3D打印。我们的新方法是非常灵活的,应该帮助所有致力于这个目标的团队。


相关文章

基于酶工作原理,新算法设计出高效合成酶

以色列魏茨曼科学研究院科学家在新一期《自然》杂志发表文章称:他们利用基于酶工作原理的计算机新算法设计出高效人工合成酶。这种新型酶不仅能催化天然蛋白质无法完成的化学反应,其效率更达到人工智能(AI)设计......

3D活细胞样本在轨长期冷冻保存首获突破

4月30日,神舟十九号飞船携空间站第八批空间科学实验样品顺利返回地球。其中,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)医药所能量代谢与生殖研究中心雷晓华研究员团队的“太空微重力环境下人多能干细......

生物打印功能性心脏组织获突破

爱尔兰戈尔韦大学研究团队开发出一种创新生物打印技术,能够使打印出的组织根据细胞产生的力量而改变形状。这一成果模仿了器官在自然发育过程中经历的动态形状变化,特别适用于心脏组织的复制,在功能性生物打印器官......

3D打印创建出迄今最小人体微血管

科技日报北京12月2日电(记者刘霞)英国斯特拉斯克莱德大学和中国清华大学科学家联合研发出一项开创性的3D打印技术,成功创建出迄今最小的人体微血管。这一进展有望为科学家提供一种全新的药物测试方法,从而终......

高速3D生物打印机面世

澳大利亚墨尔本大学科学家研制出一款新型高速3D打印机。这款先进的生物打印机利用“动态界面打印”技术,巧妙借助声波,能在几秒内快速精准构建并打印出3D细胞结构。相关论文发表于新一期《自然》杂志。研究人员......

海南首个省级运动再生重点实验室在海口揭牌

近日,海南省运动再生重点实验室在海口正式揭牌,这也是海南首个省级运动再生重点实验室。该实验室主要聚焦于运动系统先进组织工程材料、骨科3D精准医疗、骨与神经系统再生细胞药物等三大研究方向。为便于开展运动......

湖北大学科研团队创甾体药物合成新法

近日,湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室“化酶智造”团队取得关键技术突破。该团队创新方法,通过反向设计化学合成路线和建立突变体酶库,实现甾体C7位的选择性羟基化,大幅简化合成......

3D生物打印复合材料完美修复骨组织及软组织

记者26日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到,该院强磁场中心王俊峰研究员团队开发出新型3D生物打印复合材料,用于组织工程修复领域,并取得了系列研究进展。相关成果日前发表在国际期刊《材料与设计》和《国......

3D生物打印复合材料完美修复骨组织及软组织

记者26日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到,该院强磁场中心王俊峰研究员团队开发出新型3D生物打印复合材料,用于组织工程修复领域,并取得了系列研究进展。相关成果日前发表在国际期刊《材料与设计》和《国......

罗汉果苷生物合成的研发有了新突破

罗汉果苷是一类来自药用植物罗汉果(Siraitiagrosvenorii)的三萜皂苷类次生代谢产物,具有高甜度低热量等特点,在食品添加剂领域具有广阔的市场应用前景,其中罗汉果苷V(M5)和赛门苷I(S......