新的生物墨水使器官生物打印更接近现实

3D生物打印的小气道由两种类型的细胞(蓝色和黄色)制成，随着时间的推移保持开放。3D生物打印结构中的血管浸润(红色)。

来源:隆德大学

慢性肺病是全球第三大死亡原因，欧盟每年的成本超过3800亿欧元。许多慢性疾病无法治愈，患者的唯一终末期选择是肺移植．然而，没有足够的供体肺满足临床需求。

因此，研究人员正在寻找增加可供移植肺数量的方法。一种方法是将细胞与生物工程支架结合在一起，在实验室中制造肺。“我们从制造小管子开始，因为这是在气道和肺血管系统中发现的一个特征。该研究的资深作者、副教授达西·瓦格纳(Darcy Wagner)解释说:“通过使用我们的新型生物墨水，从患者气道中分离出干细胞，我们能够打印出具有多层细胞并随时间保持开放的小气道。”

研究人员首先设计了一种新的bioink(带单元的可打印材料)生物打印人体组织。生物墨水由两种材料制成:一种来自海藻、海藻酸盐，另一种来自肺组织的细胞外基质。

这种新的生物墨水支持生物打印材料在其发展到组织的几个阶段。然后，他们用生物墨水打印出含有两种人类呼吸道细胞的人体呼吸道。然而，这种生物墨水可以适用于任何组织或器官类型。达西·瓦格纳说:“这些下一代生物墨水还支持气道干细胞成熟为多种细胞类型，在成人呼吸道中发现，这意味着需要打印的细胞类型更少，简化了打印由多种细胞类型组成的组织所需的喷嘴数量。”

Wagner指出，3d生物打印的分辨率需要提高到远端肺组织和对气体交换至关重要的肺泡。“我们希望3D打印机技术的进一步改进和生物墨水的进一步发展将使生物打印具有更高的分辨率，以便工程更大的组织，在未来可以用于移植。我们还有很长的路要走。”

该团队使用的小鼠模型与器官移植患者使用的免疫抑制非常相似。移植后，他们发现由新的生物墨水制成的3D打印结构具有良好的耐受性和支持新血管。该研究的第一作者Martina De Santis总结说:“这种新的生物墨水的开发是向前迈出的重要一步，但随着时间的推移，进一步验证小气道的功能，并在大型动物模型中探索这种方法的可行性，这是重要的。”

这项新研究发表在先进材料．