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浙江大學成功破解3D打印細胞營養(yǎng)輸送難題

3D打印動態(tài)
2015
06/11
14:44
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浙江大學機械工程學院傅建中教授課題組開發(fā)出一種器官打印工藝,在打印組織結(jié)構(gòu)的同時打印出內(nèi)部的營養(yǎng)輸送通道,成功解決了3D打印細胞的營養(yǎng)維持問題。有了營養(yǎng),細胞就能“活”得更久,這使得大尺寸器官3D打印成為可能。相關(guān)論文近日在線發(fā)表在《生物材料》雜志上。

器官打印,是用3D打印的辦法,將含細胞的生物墨水進行一層層的精確可控沉積,從而構(gòu)造出含細胞的三維結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上進行后續(xù)培養(yǎng),以獲得想要的組織。打印“活物”遠比打印一般的三維模型困難許多。




“組織內(nèi)遍布纖細的血管,它們是輸送營養(yǎng)的流道。我們要在體外重構(gòu)這些‘血管’。”論文通訊作者賀永副教授介紹,這是3D打印的一個熱點問題。由于用來打印的凝膠材料非常軟,現(xiàn)有思路多為先打印組織,再構(gòu)造流道的“二次打印”法,效果不夠理想。


課題組的思路,是同時打印組織結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)輸送流道——一次成型!在一次實驗中,他們偶然發(fā)現(xiàn)使用同軸噴頭擠中空凝膠絲時、擠出的兩條凝膠絲可以融合在一起,并具有一定的強度?!坝捎谀z纖維內(nèi)部是中空的,那應(yīng)該能利用其進行營養(yǎng)輸送?!辟R永說,受此啟發(fā),課題組用了一年的時間,嘗試基于中空凝膠纖維進行器官打印。

一次成型的工藝是否可靠?賀永說:“除了在工藝上方便快捷之外,一系列實驗也證明了這一工藝的優(yōu)越性:流道不但能穩(wěn)定輸送營養(yǎng),還能讓大分子營養(yǎng)物質(zhì)滲透到細胞中去?!?br />
據(jù)介紹,這一方法還可廣泛應(yīng)用于片上器官、凝膠基微流控芯片、細胞傳感器芯片、藥物篩選芯片等領(lǐng)域。


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