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3D打印替换器官更接近一步

一种新的开源生物打印方法代表了再生医学领域的一项突破,其成功源于一种特殊成分:食品染料。

本周的“科学”杂志封面是一个壮观的血管状水凝胶纠缠网络,是由莱斯大学,华盛顿大学,杜克大学,罗文大学和神经系统(一家设计公司)的生物工程师团队创建的几种结构之一。在马萨诸塞州萨默维尔)。

该小组克服了生物工程的关键障碍,这些障碍已经在生物打印世界中释放了至关重要的设计自由,这在今天科学界报道的其他成就中很明显。该方法已作为开源资源发布,并且能够开发生物激发的肺泡模型,3D功能性双尖静脉瓣膜和肝组织载体,其被植入慢性肝损伤的小鼠模型中。

克服最大的再生医学障碍之一

由于等待器官移植的人数大大超过可用器官的数量,因此需要替代解决方案。因此,重要的兴趣在于再生医学和生物打印领域,理论上可以从患者自身的细胞中打印替代器官,从而降低器官排斥的风险。

华盛顿大学生物工程与病理学系的合着者兼助理教授凯利史蒂文斯认为,这种理论解决方案将成为现实:

“我们预计生物打印将成为未来二十年医学的重要组成部分。”

产生功能性组织替代物的最大挑战之一是无法向人造器官或组织移植物中的所有细胞输送氧气和营养物质。如果没有血管来提供营养并去除废物,组织将无法存活很长时间。因此,该团队寻求一种印刷复杂脉管系统的方法,使组织能够茁壮成长,莱斯米勒生物工程系的合着者兼助理教授Jordan Miller解释说:

“我们领域的一般想法是试图了解人体组织的结构。而且我认为我们的领域真正缺少的一件事是我们体内的一些多元体系结构。因此,如果我们希望建造类似人肺的任何东西,我们不需要只有一个血管网,我们实际上至少需要两个,因为我们需要气道和血液。“

食用色素塑造再生医学

为了构建软容器,使用称为“立体光刻”的3D打印形式,其依赖于光来使单体连接在一起。这个过程可以严格控制;虽然xy分辨率由光路决定,但z分辨率由吸收过量光并将聚合限制在所需层厚度的添加剂决定。

然而,找到合适的遮光添加剂并不容易。这种方法用于制造塑料部件,但添加剂含有已知的遗传毒性和致癌性 - 当然不适合生物制造!因此,该团队寻找无毒的光阻滞剂。他们测试了一些有前途的有机候选物:黄色食用色素,姜黄素(来自姜黄)和花青素(来自蓝莓),以及无机金纳米粒子(50纳米),它们具有生物相容性和光衰减特性。

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