2021年12月31日整理發(fā)布：一項新技術(shù)將生物打印——逐層打印細胞墨水以形成結(jié)構(gòu)——達到一個全新的、冰冷的水平。布萊根婦女醫(yī)院張實驗室的研究人員開發(fā)了一種他們稱之為“冷凍生物打印”的技術(shù)，這種方法使用嵌入細胞的生物墨水打印冷凍的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以輕松儲存以備后用。該團隊在最近發(fā)表在Matter 上的一篇論文中介紹了冷凍生物打印，并在剛剛發(fā)表在Advanced Materials 上的一篇論文中進一步描述了如何將該技術(shù)應(yīng)用于肌肉組織工程。
“冷凍生物打印可以延長生物打印組織的保質(zhì)期。我們展示了長達三個月的存儲，但可能會更長，”兩篇論文的高級作者、布里格姆醫(yī)學(xué)系的副生物工程師 Y. Shrike Zhang 博士說。“而且這種獨特的變化，或者我們所描述的垂直 3D 冷凍生物打印技術(shù)，可能在組織工程、再生醫(yī)學(xué)、藥物發(fā)現(xiàn)和個性化治療中有廣泛的應(yīng)用。”
張及其同事使用一種裝有細胞的冷凍保護生物墨水在定制的冷凍板上打印組織結(jié)構(gòu)。冷凍板使他們能夠在冷凍生物打印過程中精確控制和穩(wěn)定溫度。這些印刷結(jié)構(gòu)立即被冷凍保存在液氮罐中以備后用。該團隊優(yōu)化并評估了該技術(shù)，發(fā)現(xiàn)它可以忠實地制造可能用作植入物和組織產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)。
在Advanced Materials 中，Zhang 和合著者報告了使用冷凍保護的生物墨水來創(chuàng)建垂直 3D 結(jié)構(gòu)，模擬人體中發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜、精細和各向異性的組織。身體中的許多組織，包括肌肉和神經(jīng)元，都是各向異性的，這意味著它們在不同方向上具有不同的特性。研究人員創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)也是各向異性的，微孔在垂直方向上排列。作為概念驗證，該團隊使用成肌細胞(可以產(chǎn)生肌肉細胞的細胞)和成纖維細胞(在結(jié)締組織中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)框架的細胞)構(gòu)建了一個肌肉肌腱單元。該團隊還制造了一個肌肉微血管單元。
研究人員指出，這項工作代表了非常早期的技術(shù)演示，在臨床使用之前仍需要廣泛的驗證和測試，但這兩篇論文代表了向前邁出的重要一步。
“隨著組織工程領(lǐng)域的快速發(fā)展，這些制造的組織結(jié)構(gòu)可能會在肌肉組織工程及其他領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，”張說。
資金：作者感謝布里格姆研究所的支持。工作還得到了FRQNT國際實習(xí)獎(279390)、MITACS Globalink研究獎(IT14553)、McGill研究生流動獎、McGill博士實習(xí)獎、FRQNT博士后獎學(xué)金(296447)、中國留學(xué)基金管理委員會項目(No.7705500)的支持。 ，河南省高層次人才國際化培訓(xùn)計劃(No.2019004)，美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)耳聾和其他交流障礙研究所(NIDCD)，資助號R01DC005788和R01DC014461。
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