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生物打印技术使人体组织和器官的研究更加容易

2019-04-04 14:59:00来源:

生物打印技术使人体组织和器官的研究更加容易生物打印人体组织的新方法使用天然材料来生产人造但逼真的器官组织模型。研究人员开发了一种易于使用的生物打印技术,用于创建人体组织和器官模型,他们希望这些模型将被科学家用于改善疾病和其他疾病的医疗保健和制药解决方案。加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的生物工程师开发了这种方法,该方法与天然材料一起使用,并生产人工但逼真的器官组织模型。他们在加州大学圣地亚哥分校描述它的新闻发布。

虽然目前许多生物打印工作的目的都是为了创造人体组织,甚至可能有一天用于人体植入的器官,但加州大学圣地亚哥分校的团队与他们的研究有着不同的目的,生物工程博士Michael Hu表示。加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的学生。“我们希望让日常科学家更容易 - 他们可能没有其他3D打印技术所需的专业化 - 来制作他们正在研究的任何人体组织的3D模型,”他说。

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胡锦涛告诉“设计新闻”,该方法有两个关键方面,使其在现有的生物打印技术中独树一帜。首先,它“需要极少的专业化才能完成,因此,它非常易于使用,并且使用门槛低,”他说。

该方法还与各种各样的天然材料兼容,这使得研究人员可以使用该技术制造的模型更好地复制体内环境。这使得他们“在测试新药时与人类更相关,目前在动物模型上进行测试,”胡说。

为了证明他们的方法有效,研究人员生物打印的血管网络能够将乳腺癌肿瘤保持在体外,并且是血管化人体肠道的模型。

简单够了

研究人员注意确保他们开发的方法足够简单,即使对于不熟悉此类打印的科学家也可以使用。为了创建一个活的血管网络,研究人员首先使用Autodesk数字化设计了一个支架。然后他们使用商业3D打印机使用称为聚乙烯醇的水溶性材料打印支架。

在完成这一步骤后,研究人员倾倒了由天然材料制成的厚涂层 - 纤维蛋白原,一种在血凝块中发现的化合物,以及Matrigel,一种商业上可获得的实际哺乳动物细胞外基质 - 在支架上。他们让它固化并固化,然后冲洗掉里面的支架材料,形成空心的血管通道。

对于该过程的倒数第二步,他们用内皮细胞涂覆通道内部 - 与血管内侧相同的细胞。该过程的最后一步涉及使细胞培养基流过血管以保持细胞存活和生长。

加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院生物工程学教授Prashant Mali说:“你不需要把任何复杂的东西带到你的实验室。”“我们希望多个实验室能够使用它并进行实验。采用的越多,它可能产生的影响就越大。“

识别材料是研究中比较困难的一个方面,因为团队开始使用尽可能接近身体内部的天然材料,还有与3D打印方法兼容的材料。胡锦涛告诉“设计新闻”,最后,研究人员使用了他们印刷的组织类型的“人工和人工版本的混合物”。“在结缔组织和胃肠道组织的情况下,它们不含任何人体组织,[或]原发组织,”他说。“一切都来自养殖细胞。然而,在肿瘤组织的情况下,我们实际上确实优化了系统,以便3D打印包含并维持来自实际乳腺肿瘤的活肿瘤组织。

研究人员希望他们可以应用该系统来制作像他所描述的那种可以用来测试体外抗癌药物的肿瘤模型,Hu说,他对研究乳腺癌肿瘤模型特别感兴趣。

“乳腺癌是最常见的癌症之一 - 它拥有最大的研究成果之一,也是最大的药物研发小组之一,”他说。“因此,我们可以制作的任何模型对更多人都有用。”

胡说,该团队计划推进他们的研究,以扩展和完善该技术。“从现在开始,我们有一些追求,主要包括开发更准确的肿瘤模型,不依赖于活肿瘤组织;测试和优化方法与更多组织类型的兼容性比已公布的;并且优化了印刷结构中更好地模仿整个身体的条件,“他说。