新型生物墨水可實現(xiàn)活體3D打印
2016-07-13 來源:中國聚合物網(wǎng)
近日,布里斯托大學的科學家們研發(fā)出一種可實現(xiàn)用于外科移植手術的人體復雜組織的3D打印的新型生物墨水。該款新型生物墨水包含干細胞,可實現(xiàn)使活體組織的3D打印,即“生物打印”。
由天然和合成聚合物構成
這款新型生物墨水包含兩種不同的聚合物成分:一種是從海藻中提取的天然高分子材料,另外一種和可用于醫(yī)療行業(yè)的損耗型合成聚合物,這兩種成分都能夠發(fā)揮作用。
當溫度升高時,合成聚合物可使生物墨水從液體轉變成固體,而海藻中的提取物則在引入細胞營養(yǎng)時為其提供結構支持。
來自布里斯托大學細胞和分子醫(yī)學院的首席研究員Adam Perriman博士說:“設計這款生物墨水挑戰(zhàn)重重,我們需要一種可打印的材料,當它浸泡在營養(yǎng)物質中,能夠保持其形狀,并且對細胞不造成任何傷害。我們成功做到了這一點,但是在找到最終的配方之前,也是經(jīng)歷了不少挫折”。
“特殊生物墨水配方是從改裝的臺式3D打印機中擠壓而成,它可在37℃的溫度下,從液體轉變?yōu)槟z狀,這樣便可構建復雜的三維立體結構。”
該科研團隊還能將干細胞分化成骨細胞。骨細胞能產(chǎn)生新的基質,改變晶體液,使骨組織鈣、磷沉積和釋放處于穩(wěn)定狀態(tài),以維持血鈣平衡。3D打印的活體組織在骨細胞的幫助下,可在5周內實現(xiàn)結構的改變,包括形成一個全尺寸的氣管軟骨環(huán)。
合成聚合物完全從3D打印結構中退出
博士說:“讓我們感到驚訝的是,當加入細胞營養(yǎng)物質時,合成聚合物會完全從3D打印結構中退出,只留下干細胞和天然海藻聚合物。這反過來又創(chuàng)造了微觀孔隙的結構,從而為干細胞提供了有效的養(yǎng)分輸入渠道。
該科研小組的研究結果表明,在先進醫(yī)療保健材料的推動下,采用患者自身的干細胞可3D打印用于骨外科收入或者軟骨植入手術所需要的復雜活體組織,最終還能用于膝蓋和髖關節(jié)手術。

由天然和合成聚合物構成
這款新型生物墨水包含兩種不同的聚合物成分:一種是從海藻中提取的天然高分子材料,另外一種和可用于醫(yī)療行業(yè)的損耗型合成聚合物,這兩種成分都能夠發(fā)揮作用。
當溫度升高時,合成聚合物可使生物墨水從液體轉變成固體,而海藻中的提取物則在引入細胞營養(yǎng)時為其提供結構支持。
來自布里斯托大學細胞和分子醫(yī)學院的首席研究員Adam Perriman博士說:“設計這款生物墨水挑戰(zhàn)重重,我們需要一種可打印的材料,當它浸泡在營養(yǎng)物質中,能夠保持其形狀,并且對細胞不造成任何傷害。我們成功做到了這一點,但是在找到最終的配方之前,也是經(jīng)歷了不少挫折”。
“特殊生物墨水配方是從改裝的臺式3D打印機中擠壓而成,它可在37℃的溫度下,從液體轉變?yōu)槟z狀,這樣便可構建復雜的三維立體結構。”
該科研團隊還能將干細胞分化成骨細胞。骨細胞能產(chǎn)生新的基質,改變晶體液,使骨組織鈣、磷沉積和釋放處于穩(wěn)定狀態(tài),以維持血鈣平衡。3D打印的活體組織在骨細胞的幫助下,可在5周內實現(xiàn)結構的改變,包括形成一個全尺寸的氣管軟骨環(huán)。
合成聚合物完全從3D打印結構中退出
博士說:“讓我們感到驚訝的是,當加入細胞營養(yǎng)物質時,合成聚合物會完全從3D打印結構中退出,只留下干細胞和天然海藻聚合物。這反過來又創(chuàng)造了微觀孔隙的結構,從而為干細胞提供了有效的養(yǎng)分輸入渠道。
該科研小組的研究結果表明,在先進醫(yī)療保健材料的推動下,采用患者自身的干細胞可3D打印用于骨外科收入或者軟骨植入手術所需要的復雜活體組織,最終還能用于膝蓋和髖關節(jié)手術。
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(責任編輯:xu)
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