蚕丝可以改善人造器官的生物墨水

3D打印结构使用透明质酸墨水，不含丝素纳米纤维(-)，含丝素纳米纤维(+)。

来源:大阪大学

在早期研究中，如何测试一种潜在的药物是否能有效地针对人类肿瘤，器官，还是身体的其他部位?怎么长出一只新的手或者身体的其他部位?研究人员还处于使用的早期阶段3 d细胞打印让这些发展成为现实的技术。打印后将细胞固定在原位的标准方法(目前尚不可行)将帮助研究人员避免在每次新的研究中“重复发明轮子”。

大阪大学的研究人员使用了丝绸纳米纤维在不损坏细胞或细胞组件的情况下，通过机械分解来增强印刷过程。丝绸的一个吸引人的地方是，丝绸被认为是一种对人类安全的材料。这一发展将有助于3D细胞打印的研究走出实验室到现实世界生物医学使用。

为了获得这种纤维，研究人员从原始丝绸开始，然后去掉其中的丝胶蛋白，因为这种蛋白会导致患者的炎症。接下来，研究人员将剩余的生物相容性材料研磨成纳米纤维。这些纤维可以在不损坏它们的情况下进行消毒，用于医疗用途，和普通的实验室设备一起使用。“我们的丝绸纤维是生物油墨细胞打印介质的优良添加剂，”第一作者Sakai Shinji说。“它们与许多介质兼容，如那些含有明胶、壳聚糖或透明质酸的介质，使它们具有广泛的潜在应用。”

纤维的主要目的是确保生物墨水中的细胞在打印后保持其3D定位，而不会损坏细胞。纤维通过增强纤维的完整性来实现这一目的bioink并尽量减少打印过程中经常施加在细胞上的高机械应力。“各种机械实验都得出了同样的结论:纳米纤维增强了印刷介质的性能，”酒井教授解释说。“例如，测量硬度的杨氏模量增加了几倍，并在一个多月的时间里保持增强。”

纤维帮助印刷配置保持其结构完整性后，印刷。例如，鼻子形状的结构只有在用含有丝纤维的生物墨水打印时才会保持其形状。在添加或不添加纤维的生物墨水中，生物墨水中超过85%的细胞在一周后仍然存活，说明添加纤维没有损伤细胞。

目前的电池打印技术经常严重损坏电池或不能长时间保持预期的形状。这里的研究有助于克服这些限制，将有助于推进药物发现、再生医学和许多其他正在进行的具有重大影响的生物医学研究领域，并具有重新振兴丝绸行业的潜在附加经济效益。

这项研究发表在材料今天生物．