物理科技生物学-PHYICA

蚕丝纤维改善三维打印人工组她她圈织和器官的生物链接

化学 2022-04-02 00:02:09

大阪大学 数字

使用基于透明质酸的油墨的3D打印构造,不含丝素蛋白纳米纤维(-),并含有丝素蛋白纳米纤维(+)

学分:大阪大学 在早期研究中,你如何测试一种潜在的药物是否有效地针对人体肿瘤、器官或身体的其他部分?你如何长出一只新手或另一个身体部位?研究人员正处于使用三维细胞打印技术实现这种发展的早期阶段

一种目前还不可用的标准方法是在打印后将细胞固定到位,这将有助于研究人员避免在每次新的研究中“重新发明轮子”

在最近发表在《今日材料生物》上的一项研究中,大阪大学的研究人员使用通过机械分解获得的丝纳米纤维来增强印刷过程,而不损坏细胞或细胞组件

丝绸对于这种应用的一个吸引人的地方是,丝绸被认为是对人类安全的材料

这一发展将有助于将三维细胞打印研究带出实验室,进入现实世界的生物医学应用

为了获得这种纤维,研究人员从生丝开始,然后从其中去除丝胶蛋白,因为这种蛋白会导致患者发炎

接下来,研究人员将剩余的生物相容性材料研磨成纳米纤维

这些纤维可以用普通的实验室设备进行消毒——而不会损坏它们——用于医疗用途

“我们的丝纤维是生物nk细胞打印介质的极好添加剂,”第一作者酒井信二说

“它们与许多介质兼容,如含有明胶、壳聚糖或透明质酸的介质,使它们具有广泛的潜在应用

" 纤维的主要目的是确保生物链接中的细胞在打印后保持其三维定位,而不会损坏细胞

纤维通过增强生物链接的完整性和最小化印刷过程中经常施加在细胞上的破坏性高机械应力来实现这一目的

酒井教授解释说:“各种机械实验都说了同样的话:纳米纤维增强了印刷介质的性能。”

“例如,杨氏模量——衡量硬度的一个指标——增加了几倍,并在一个多月内保持增强

" 纤维有助于印刷后的结构保持完整

例如,鼻状结构只有在印有含有丝纤维的生物链接时才保持其形状

在有或没有添加纤维的印刷生物链接中,一周后生物链接中超过85%的细胞仍然存活,这表明添加纤维不会损伤细胞

当前的单元印刷技术经常严重损坏单元或者不能长时间保持预期的形状

这里的研究有助于克服这些限制,有助于推进药物发现、再生医学和许多其他正在进行的高影响力生物医学研究领域,并具有重振丝绸行业的潜在附加经济效益

这篇文章,“丝心蛋白纳米纤维:一种有前途的挤压三维生物打印油墨添加剂”,发表在《今日材料生物》上

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