按单元格出版社 含有藻类的生物打印的小叶样图案，其中可以看到密集包裹的细胞
左边是光学显微照片，而右边是自发荧光显微照片
学分:张实验室-工程实验室 研究人员在11月18日的《物质》杂志上报道，三维生物打印藻类可以作为工程血管化组织中人类细胞的可持续氧源
他们将生物打印的光合藻类以及人类肝脏衍生的细胞嵌入三维水凝胶基质中，形成类似于人类肝脏的带有小叶的蜂窝状组织
研究人员说，在未来，生态友好、经济高效的三维生物打印方法可能具有应用潜力，如疾病建模、药物开发、再生和个性化医学，甚至食品工程
“这项研究是共生组织工程的第一个真正的例子，利用三维生物打印，以生理学上有意义的方式将植物细胞和人类细胞结合在一起，”资深研究作者Y说
张是哈佛医学院和布里格姆女子医院的生物工程学家
“我们的研究提供了一个独特的例子，说明我们如何利用自然界中常见的共生策略来提高我们改造人类功能组织的能力
" 为了恢复器官功能，对人工组织的需求日益增加，以替代那些已经受损的组织，并且在过去十年中，三维生物打印技术已经被用于制造用于生物医学和组织工程应用的组织支架
这种方法通常包括将生物链接沉积到表面上，以产生具有所需结构和形状的三维结构，从而概括组织和组织，包括脉管系统，该脉管系统在将氧气和营养输送到全身中起着关键作用
生物链接本质上是包含活细胞、生物材料和其他生长补充物的水凝胶
它模拟所需组织的细胞外基质，支持包埋细胞的生长
尽管三维组织的制作取得了进展，但主要的限制是在整个工程化组织中保持足够的氧气水平，以促进细胞的存活、生长和功能
研究人员试图通过引入释氧生物材料来解决这个问题，但这些材料通常工作时间不够长，有时对细胞有毒，因为它们会产生过氧化氢或其他活性氧分子
“迫切需要一种能够使氧从工程化组织中持续释放的方法，”张说
为了满足这一需求，张和他的同事开发了一种基于藻类的三维生物打印方法，将血管模式整合到工程组织中，并为组织中的人类细胞提供可持续的氧源
具体来说，他们使用了被称为莱茵衣藻的单细胞光合绿藻
这种共生策略也有利于藻类，藻类的生长部分依赖于周围人体细胞释放的二氧化碳
这幅插图展示了生物打印的叶状藻类图案的艺术诠释，其中氧气生成是显而易见的
学分:张实验室-工程生命系统实验室 第一步包括藻类的三维生物打印
研究人员封装了C
reinhardtii是一种生物链接，主要由纤维素组成——植物、藻类和真菌的主要结构成分
将生物链接装入装有针头的注射器中，使用生物打印机进行挤压生物打印
接下来，研究人员将生物打印的藻类和人类肝脏衍生的细胞嵌入三维水凝胶基质中
生物打印的C
reinhardtii以光合作用的方式释放氧气，增强人类细胞的生存能力和功能，人类细胞生长到高密度并产生肝脏特异性蛋白质
“以前很难在工程血管化的人体组织中获得高细胞密度，”张说
最后，研究人员使用纤维素酶降解基于纤维素的生物链接，然后用人类血管细胞填充留下的中空微通道，在肝脏样组织中创建血管网络
“这种在单一组织构建体中允许初始氧化和随后的血管形成的逃逸性生物链接的开发以前没有报道过，”张说
“这是成功构建有活力和功能性组织的关键一步
" 最后，三维血管化、氧化工程化组织具有在未来植入人体以实现组织再生的潜力
这些组织还可以用于药物筛选和开发，研究疾病机制，如果使用患者特异性细胞，还可能用于个性化药物
三维生物打印技术的另一个潜在应用是食品工程
微藻是蛋白质、碳水化合物、多不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、维生素和必需矿物质的丰富来源
这些生物活性化合物可以加入到创新的养殖食品中，以提高其营养价值和促进健康
但与此同时，需要更多的努力来优化该方法
例如，可以改进培养基以促进两种细菌的生长
reinhardtii和人类细胞，光条件可以被调整以优化藻类的氧气供应
此外，对藻类的生物安全性、毒性和免疫相容性的详细研究将对未来的临床翻译具有重要意义
“这项技术不能马上用于人类，”张说
“它仍然是概念的证明，需要大量的后续研究来翻译
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
