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研究員用現(xiàn)成系統(tǒng)打印要組織生長的微纖維支架

來源：narkii 瀏覽數(shù)：
責(zé)任編輯：六月芳菲時(shí)間：2017-12-14 16:57

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[導(dǎo)讀] 該過程包括增強(qiáng)細(xì)胞注入水凝膠材料與支持3D打印光纖網(wǎng)絡(luò)。

賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們正在開發(fā)一種使用商業(yè)桌面3D打印技術(shù)3D打印人造生物組織“結(jié)構(gòu)框架”的方法。該過程包括增強(qiáng)細(xì)胞注入水凝膠材料與支持3D打印光纖網(wǎng)絡(luò)。

研究人員說，從某種意義上說，將纖維打印成可植入的水凝膠結(jié)構(gòu)，就像水泥中鋼筋加固一樣。賓夕法尼亞州立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程副教授賈斯汀·布朗(Justin l . Brown)說:“如果我們能把一些結(jié)構(gòu)借給凝膠，我們就能在固定的模式中生長出活細(xì)胞，最終纖維就會(huì)溶解并消失。”

然而，這個(gè)研究項(xiàng)目最值得注意的一點(diǎn)是，它正在利用價(jià)格實(shí)惠、現(xiàn)成的3D打印技術(shù)來推進(jìn)3D生物打印。

正如研究人員所闡述的，他們的創(chuàng)新技術(shù)將桌面3D打印技術(shù)與電紡技術(shù)結(jié)合在一起，這是一種利用電力來從熔化的聚合物或聚合物溶液中產(chǎn)生納米級纖維的過程。這一組合允許創(chuàng)建“高分辨率和可重復(fù)的三維聚合物纖維模式，用于組織工程的非導(dǎo)電材料”。

通過這些納米線的支架狀結(jié)構(gòu)，研究人員已經(jīng)證明了在細(xì)胞上生長細(xì)胞的能力，并成功地將其沉積在細(xì)胞浸透的膠原凝膠材料中。

這項(xiàng)研究的目的是為了創(chuàng)造一種低成本的方法來生產(chǎn)復(fù)雜的人體組織，并具有植入的潛力。

“最主要的想法是，如果我們可以用膠原凝膠和生物打印技術(shù)來進(jìn)行多重電紡，我們就可以制造出巨大而復(fù)雜的組織界面，比如骨頭和軟骨，”生物工程專業(yè)的博士生Pouria Fattahi解釋說。“其他人使用微擠壓生物塑料制造了這些組合組織。”

然而，據(jù)報(bào)道，使用微擠壓生物塑料的過程將不同的組織類型分開打印，然后用膠粘劑或連接器將它們組合起來。賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員相信他們的3D打印支架方法可以更接近真實(shí)的組織在體內(nèi)的生長情況。

例如，研究人員說，他們可以通過簡單地改變螺紋支架結(jié)構(gòu)的模式，從而創(chuàng)造出兩種不同類型的組織——比如肌肉和肌腱——這樣就能使肌肉組織和肌腱組織之間的“無縫”過渡在單一打印中實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，在植入3D打印組織之前還有工作要做。

在目前的研究階段，該研究小組采用3D打印三次支架結(jié)構(gòu)，測量不到一英寸，盡管它說這些材料有可能用于制造膝蓋上的ACL組織。“前交叉韌帶，即ACL，長約2到3厘米(0.8到1英寸)，寬1厘米(0.8英寸)，”Fattahi解釋說。

目前正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目由美國國立衛(wèi)生研究院資助，最近在《先進(jìn)保健材料雜志》上發(fā)表。

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