新利18官方3D打印帮助组织替换
研究人员期待着未来的某一天,医生可以按下一个按钮,在他们的3D打印机上打印出支架,并为他们的病人创造定制的替代皮肤、软骨或其他组织。
Arda Gozen教授是华盛顿州立大学机械与材料工程学院的副教授,他和一组研究人员开发了一种独特的脚手架材料组织这可以用于培养自然组织这一棘手的业务。该团队还包括来自WSU基因和Linda Voiland化学工程和生物工程学院的研究人员,以及来自德克萨斯大学圣安东尼奥分校(UTSA)、莫尔豪斯学院和罗切斯特大学的研究人员。第一作者是在UTSA获得博士学位的Mahmoud Amr。
近几十年来,研究人员一直在努力使用生物材料新利18官方制造组织或器官供病人从伤害或疾病中恢复。使用加法制造使打印复杂的、多孔的、个性化的结构成为可能,并可能让医生在某一天打印出患者特定身体和需求的组织。创造生物结构,生物材料被称为bioinks它们从喷嘴中分离出来,一层一层地沉积下来,为真正的生物材料创造了复杂的“支架”,并为细胞生长提供了一个很好的地方。
然而,到目前为止,大自然的复杂程度已经超出了研究人员的能力范围。真正的生物细胞喜欢在接近自身属性的支架上生长。例如,皮肤细胞想要在感觉像皮肤的支架上生长,而肌肉细胞只会在感觉像肌肉的支架上生长。
Gozen说:“这种方法在制造功能性组织方面的成功很大程度上依赖于制造的结构如何模仿天然组织。”“如果你想培养细胞并把它们变成功能性组织,你需要匹配自然组织的机械环境。”
研究人员传统上改变支架的方法是简单地移除桁架,使其变得更软或更硬——这种方法太简单,无法解决所需的所有复杂性组织工程.“我们没有很多事情要做,”Gozen说。“你需要更多的自由度——在不改变结构的情况下创造出更软或更硬的东西。”
研究小组开发了一种新的生物墨水材料,可以定制特性,以更接近细胞可能需要的东西。支架的成分包括明胶、阿拉伯胶和海藻酸钠,这些都是许多加工食品中常用的增稠剂。
就像一根粗绳是由编织成的一样,研究人员使用了三种不同的化学过程将三种成分绑在一起,形成一个用于打印的支架材料。
利用不同的化学过程,就可以很好地调整机器的机械性能材料这样他们就可以制作更软或更硬的最终支架。“这让你能够在不改变支架设计的情况下调整性能,并提供了我们正在寻求的额外自由度。”
通过调整绳链之间的化学键,他们没有明显改变材料,而且它适合软骨细胞的生长。
这项工作仍处于早期阶段,研究人员希望弄清楚如何更精确地调整过程和最终材料。例如,他们可能会考虑改变三种材料的组成或在不同的温度下打印。
试图模仿自然组织的巨大复杂性仍然是一个挑战。例如,即使是膝盖上一毫米大小的简单软骨,也有三个独立的、不同的层,每一层都有不同的机械性能和功能。“你不是在组装乐高。它总是关于与身体一起工作的自然复制,”Gozen说。“你可以制造出生命结构,但它们看起来一点也不像天然组织。精度是关键,因为对于一块组织来说,没有单一的力学性能指标。”
科学家们报告了他们的研究成果生物打印.
来源:华盛顿州立大学