研究人员创造出可将氧气输送至3D打印组织细胞的生物墨水

研究人员创造出可将氧气输送至3D打印组织细胞的生物墨水

2020-10-07 11:26:37 3

组织工程  或再生  是通过结合具有最佳化学和生理条件的细胞和其他材料来改善或替换生物组织的过程,以建立可在其上形成新的活组织的支架。我们已经看到了很多例子使用3D打印完成这个任务。以这种方式改造新组织的潜力为器官移植的不足和在药物发现中的应用提供了答案。

但是,要成为有活力的组织,这些细胞需要通过血管输送给它们的氧气,在移植的组织中,氧气可能需要几天才能生长。但是一组研究人员正在研究一种解决方案:一种可释放氧气的生物墨水,它可以将这种最重要的元素传递到3D生物打印组织的细胞中。这使细胞能够在等待血管完成生长的过程中存活。

3D打印机

生物墨水中的心脏细胞(L)没有氧气支持,而(R)具有氧气释放功能。活细胞被染成绿色,死细胞被染成红色。图片:Khademhosseini Lab)

的研究小组,从加州大学洛杉矶分校科贾埃利大学在土耳其,寺崎研究所生物医学创新(TIBI)在美国加州科技大学谢里夫在伊朗,埃尔吉耶斯大学在土耳其,Üniversite电德洛林在法国和爱荷华大学 -recently 在Advanced Healthcare Materials上发表了有关其工作的论文“ 充氧细胞的明胶甲基丙烯酰结构的3D生物打印 ” 。

摘要指出:“在移植的早期阶段和新血管形成之前的细胞存活是3D生物打印组织在翻译应用中的主要挑战。通过O 2向移植的细胞补充氧气(O 2) 产生诸如过氧化钙(CPO)的来源是确保细胞活力的一种有吸引力的方法。过氧化钙还会产生氢氧化钙,从而降低生物墨水的粘度,这是生物打印的限制因素。因此,使该解决方案适应3D生物打印非常重要。在这项研究中,开发了一种在pH和粘度方面经过优化的明胶甲基丙烯酰基(GelMA)生物墨水。改进的流变性质导致产生了适合3D生物打印和受控O 2  释放的坚固的生物墨水。另外,O 2表征了具有不同CPO浓度的水凝胶的释放,生物印刷条件和机械性能。作为概念研究的证明,使用含有GelMA bioink的CPO对成纤维细胞和心肌细胞进行生物印刷。在缺氧条件下培养7天后检查印刷细胞的活力和代谢活性。结果表明,在低氧条件下,添加CPO可以改善生物打印结构中细胞的代谢活性和细胞活力。”

3D打印机

为了增强其产生氧气的明胶甲基丙烯酰(GelMA)生物墨水的物理和化学特性,该团队进行了广泛的测试,发现足够的氧气被输送到细胞中,以维持发育中的组织结构,直到血管完工为止。发展。一旦发生这种情况,容器就可以接管氧气的输送。即使那样,生物墨水仍然可以通过提供额外的支持来帮助,以增强更多新组织的生长和再生。

TIBI团队的首席研究员Samad Ahadian博士解释说:“通过将氧气输送到植入的细胞中,我们将能够改善组织功能并整合到宿主组织中。” “类似的方法可用于使功能性组织具有更长的生存期,以便在很长一段时间内进行药物筛选和病理生理学研究。”

3D打印机

此外,研究人员对具有两种类型的细胞(包括肌肉细胞和心脏细胞)的组织构造物进行了实验,并报告说使用新的生物墨水会产生一些“正效应”。

文章内容来源于网络------

标签: 3D打印细胞
首页
产品
新闻
联系