提起
3D打印器官,想必大家都不會感到陌生。在醫療領域,特別是再生醫學領域,3D生物打印技術發揮出了強大作用,為器官移植提供了一條新道路。但與此同時,3D器官打印也面臨“原料短缺”的窘境,即3D生物打印所需要的生物墨水的性能仍有待完善。
再生醫學網獲悉,近日,來自國家兒童醫學中心(上海)、上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心的付煒、王偉團隊聯合東華大學游正偉教授團隊首次提出將甘油用于調控“自由水”狀態進而合成甘油水凝膠生物墨水的概念,并證實了該生物墨水具有抑菌性、形狀保真、適合3D生物打印和細胞凍存保護等一系列特性,具有廣泛的生物醫學應用前景。相關研究成果發表在《Matter》期刊上。
眾所周知,
生物墨水是實現3D生物打印的關鍵。在過去,水凝膠憑借著優異的生物相容性以及能模擬細胞外基質的特點,成為了常用的生物墨水材料之一。但隨著時間推移,科學家們逐漸發現,水凝膠生物墨水存在許多問題,亟待改進完善。
而在該項研究中,科研人員使用甘油來調節生物墨水中“水”的狀態。這是因為甘油水凝膠中有限的“自由水”不利于細菌繁殖,能顯著抑制大腸桿菌和霉菌的生長。通過3D打印制備的甘油水凝膠支架也能通過抑制“水”的蒸發來維持形狀保真度,且甘油水凝膠中的細胞比普通水凝膠中的細胞表現出更高的活性。
此外,因為甘油
水凝膠中的大部分水都結合在一起,進而抑制了結晶,所以打印的組織可以直接冷凍保存,而無需添加冷凍保護劑。與現有的基于水凝膠的生物墨水相比,甘油水凝膠生物墨水具有更多優越性,在生物醫學應用領域具有更廣闊的前景。
談及此次研究成果,科研人員表示,本項研究具有良好的轉化應用前景,未來可利用該生物墨水進行多種組織器官的體外生物打印。另外,由于該水凝膠系統兼具抗菌、形態維持及細胞保護功能,也可用于體內細胞治療,幫助提高細胞駐存率,更好發揮治療作用。
在過去,
3D生物打印主要依賴水凝膠生物墨水,但此種生物墨水存在一定的弊端,比如難以長期形狀保真、打印出的器官冷凍效果不佳等等。這些弊端若不解決,會阻礙3D生物打印技術的進一步推廣應用。對此,
再生醫學網表示,隨著甘油水凝膠生物墨水的問世,這一困擾科學家的難題或將迎刃而解。
關鍵字:3D生物打印,3D器官打印,生物墨水,再生醫學
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