雪花图案的冷冻生物打印2D样品
信用:Hossein Ravanbakhsh 三维组织广泛研究和临床应用的一个主要障碍是它们的保质期短，可能只有几个小时到几天
在器官移植的情况下，生物打印的组织必须被迅速运送到需要它的地方，否则它将无法存活
在12月21日的《物质》杂志上，布里格姆妇女医院和哈佛医学院的研究人员描述了他们将3D生物打印和冷冻保存技术相结合的工作，以创建可以保存在-196℃冰箱中并在几分钟内解冻以立即使用的组织
“对于常规生物打印，基本上没有保质期
它实际上只是打印，然后在大多数情况下使用，”第一作者Y说
伯劳克·张，布里格姆妇女医院的生物医学工程师
“通过冷冻生物打印，您可以在冷冻状态下打印和存储基本上任意长的时间
" 使用3D生物打印来创建人工人体组织最早出现在二十年前
与传统的3D打印一样，油墨通过喷嘴一层一层地挤出成预定的形状
在生物打印的情况下，墨水通常由嵌入活细胞的明胶样支架组成
低温生物打印的工作原理是一样的，只是打印是直接在温度低至-20℃的冷板上进行的
在纸巾被打印出来后，它们会被立即转移到低温环境下长期保存
冷冻生物打印三维组织
信用:Hossein Ravanbakhsh 低温打印还有一个额外的优势，那就是它可以比传统的生物打印方法制作更复杂的形状
“生物链接丝在到达冷盘的几毫秒内就冻结了，所以它没有时间失去它原来的形状，”张说
“然后，您可以在彼此之上构建层，最终创建一个能够承受自身重量的独立3D结构
" 低温的使用也解除了对可以使用的生物链接类型的限制
在传统的生物打印方法中，生物链接必须是粘性的以保持其形状，但是在较低的温度下，大多数流体自然更粘
哈佛大学盾牌图案的冷冻生物打印2D样本
信用:Hossein Ravanbakhsh 为了在低温下存活，细胞必须伴有一种低温保护剂，这种保护剂可以防止渗透休克，并限制冰晶的形成，因为冰晶会破坏细胞膜
张的团队将大部分精力放在寻找能产生最高细胞活力的低温保存剂的组合上
他们证明这些组织至少可以存活三个月，然后才能复活
“恢复组织相当容易，”张说
“这就像复活任何类型的低温储存细胞
你把它们放回温暖的介质中，用快速解冻的方法
" 冷冻生物打印3D样本
信用:Hossein Ravanbakhsh 为了证明这些组织能够保持它们原来的功能，张和他的同事们进行了一系列的细胞生存力测试，结果表明这些细胞能够像以前一样进行分化
未来，3D生物打印组织可能成为测试新药或帮助受伤或疾病后需要替代组织的患者的现实模型
能够长时间冷冻生物打印的组织将使研究人员能够进一步合作开发这些应用，并允许在临床前和临床环境中使用的长期储存
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