喷墨打印产生活组织管

2019-02-08 03:07:00

作者Charles Choi使用填充有细胞悬浮液而不是墨水的改良桌面打印机打印了三维活体组织管这项工作是打印复杂组织甚至整个器官的第一步 (图片来源:SUSUMU NISHINAGA / SPL)“这可能与古腾堡出版社的影响相同,”南卡罗来纳医科大学的组织工程师Vladimir Mironov说许多实验室现在可以打印DNA,蛋白质甚至细胞阵列但对于组织工程师来说,最大的挑战是创建三维结构当南卡罗来纳州的克莱姆森大学的托马斯·博兰告诉米罗诺夫他如何使用改良的喷墨打印机打印生物材料时,米罗诺夫开始感兴趣通过清洗墨盒并用例如电池的悬浮液重新填充墨盒来调整打印机控制印刷液的粘度,电阻和温度的软件被重新编程并改变了进料系统为了创建3D结构,Boland和Mironov使用了最近由华盛顿里奇兰太平洋西北国家实验室的Anna Gutowska开发的“热可逆”凝胶无毒,可生物降解的凝胶在20°C以下是液体,在32°C以上固化该团队使用容易获得的组织(如仓鼠卵巢细胞)进行了多次实验通过将凝胶和细胞团的交替层印刷到载玻片上,他们已经显示出可以构建诸如管的3D结构生物学家早就知道,彼此相邻的一些组织可以融合研究人员发现,只要这些层足够薄以使团块彼此接触,组织就会融合在一起一旦结构完成,凝胶很容易被除去该团队的初步工作细节即将公布与使用不同颜色的打印一样,在墨盒中放置不同类型的细胞应该可以重建由多种细胞类型组成的复杂结构 “我认为这是一项非常令人兴奋的技术,有可能克服我们过去看到的[组织工程]的一些主要障碍,”波士顿哈佛医学院的组织工程师Anthony Atala说其他团体已经开发出逐层构建组织的方法(New Scientist print edition,1月4日),但没有一种像打印那样简单快捷大多数组织工程师首先创建一个可降解的支架,然后用细胞播种这种技术可用于创建复杂的形状,例如臭名昭​​着的“鼠标上的耳朵”,但精确地放置不同的细胞类型非常困难印刷应该使细胞定位更容易,但在创造整个器官之前必须克服许多其他问题例如,组织工程实体器官的巨大挑战是提供足够的氧气和营养物质以维持结构深处的细胞 “这是组织工程的圣杯,能够为复杂的器官创造足够的循环网络,”阿塔拉说米罗诺夫和博兰希望能够打印出滋养器官的整个动脉,毛细血管和静脉网络但为了保持细胞存活,器官必须在几个小时内完成,生长培养基在脆弱的新血管中循环如果在如此短的时间之后移除凝胶,则大结构可能不足以保持在一起然而,该团队已经在尝试添加皮肤蛋白质胶原蛋白等物质,以加速融合和增强结构印刷不是创造整个器官的唯一有前途的新技术有朝一日可能会在原地生长它们去年12月,以色列科学家报告称,他们通过将胎猪或人类细胞植入免疫缺陷小鼠中,成功实现了微型但功能齐全的肾脏但米罗诺夫说,