物理科技生物学-PHYICA

新大冢匡将的生物链接使人体器官的3D打印更接近现实

化学 2021-10-19 00:02:29

隆德大学 rECM杂化水凝胶的表征

a)藻酸盐和小鼠rECM水凝胶的图片

比例尺:1毫米

b)藻酸盐-荧光素-和细胞外基质-罗丹明改性的阳离子交换膜水凝胶,显示了藻酸盐和细胞外基质成分在水凝胶中的分布(另见支持信息中的S1视频)

比例尺:200米

水凝胶的扫描电镜图像

比例尺:50米

d)藻酸盐水凝胶(2%)和rECM水凝胶(2%藻酸盐,5毫克毫升1细胞外基质)的储存和损失模量之间的应变交叉(%)(每组n = 3)

e)小鼠肺上皮MLE12和内皮bEnd3(白色细胞)在藻酸盐-荧光素(绿色)和细胞外基质溶液-罗丹明(红色)修饰的rECM水凝胶中在第0天(接种当天)和第7天的免疫荧光图像

比例尺:100米法)上皮细胞和内皮细胞代谢活性的百分比增加

3)与第7天的藻酸盐水凝胶相比,rECM水凝胶中的细胞(每组n = 3)

g)在第5天,与藻酸盐水凝胶相比,rECM水凝胶中EdU+增殖鼠上皮细胞(MLE12)的百分比增加(每组n = 3)

振荡流变仪(每组3个)

I)细胞沉降共聚焦图像和j)计算A549细胞在DMEM-F12细胞培养基、藻酸盐、小鼠衍生dECM和rECM溶液中6小时的沉降系数(δ)(每组n = 3)

比例尺:500米

FRESH印刷的温度记录(参见支持信息中的视频S2)

l) 3D生物打印的rECM空心管和分支结构(参见支持信息中的视频S3和S4)

比例尺:2毫米

m)在水凝胶中接种(体外)和3D打印A549细胞的第7天的代谢活性(WST‐1试验)(每组n = 3)

生物链的平均剪应力分布

学分:高级材料(2020)

DOI: 10

1002/adma

202005476 隆德大学的研究人员设计了一种新的生物链接,这种链接首次允许在患者细胞的帮助下,对人体大小的小气道进行3D生物打印

3D打印的构造是生物相容的,并且支持新血管生长到移植材料中

这是迈向3D打印器官的重要的第一步

这项新研究已经发表在《高级材料》杂志上

慢性肺病是全球第三大死亡原因,欧盟每年花费超过3800亿欧元

对于许多慢性病来说,没有治愈的方法,病人唯一的最终选择是肺移植

然而,没有足够的供体肺来满足临床需求

因此,研究人员正在寻找增加可移植肺数量的方法

一种方法是通过将细胞与生物工程支架结合在一起,在实验室中制造肺

“我们从制造小管开始,因为这是在气道和肺部脉管系统中发现的特征

该研究的资深作者、副教授达西·瓦格纳解释说:“通过使用我们从患者呼吸道分离出干细胞的新生物链接,我们能够对具有多层细胞并长期保持开放的小气道进行生物打印。”

研究人员首先设计了一种新的生物链接(一种可打印的细胞材料),用于3D生物打印人体组织

生物链接由两种材料组合而成:一种材料来自海藻,藻酸盐,另一种来自肺组织的细胞外基质

这种新的生物链接支持生物打印材料向组织发展的几个阶段

然后,他们使用生物链接对包含在人类呼吸道中发现的两种细胞的小型人类呼吸道进行3D生物打印

然而,这种生物链接可以适用于任何组织或器官类型

达西·瓦格纳说:“这些下一代生物链接还支持呼吸道干细胞成熟为成人呼吸道中的多种细胞类型,这意味着需要打印的细胞类型更少,从而简化了打印多种细胞类型组织所需的喷嘴数量。”

瓦格纳指出,分辨率需要提高,以3D生物打印更多的远端肺组织和气囊,即肺泡,这对气体交换至关重要

“我们希望现有3D打印机的进一步技术改进和生物链接的进一步发展将允许以更高的分辨率进行生物打印,以便设计出将来可用于移植的更大的组织

我们还有很长的路要走,”她说

该研究小组使用了一种小鼠模型,与接受器官移植的患者所使用的免疫抑制非常相似

当移植时,他们发现由新生物链接制成的3D打印结构耐受性良好,并支持新血管

该研究的第一作者玛蒂娜·德·森蒂斯峰总结道:“这种新生物链接的开发是向前迈出的重要一步,但随着时间的推移,进一步验证小型航空公司的功能并探索这种方法在大型动物模型中的可行性也很重要。”

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

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