生物打印技術(shù)使人體組織和器官的研究更加容易生物打印人體組織的新方法使用天然材料來生產(chǎn)人造但逼真的器官組織模型。研究人員開發(fā)了一種易于使用的生物打印技術(shù)，用于創(chuàng)建人體組織和器官模型，他們希望這些模型將被科學(xué)家用于改善疾病和其他疾病的醫(yī)療保健和制藥解決方案。加州大學(xué)圣地亞哥分校(UCSD)的生物工程師開發(fā)了這種方法，該方法與天然材料一起使用，并生產(chǎn)人工但逼真的器官組織模型。他們在加州大學(xué)圣地亞哥分校描述它的新聞發(fā)布。

雖然目前許多生物打印工作的目的都是為了創(chuàng)造人體組織，甚至可能有一天用于人體植入的器官，但加州大學(xué)圣地亞哥分校的團(tuán)隊與他們的研究有著不同的目的，生物工程博士Michael Hu表示。加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院的學(xué)生。“我們希望讓日常科學(xué)家更容易 - 他們可能沒有其他3D打印技術(shù)所需的專業(yè)化 - 來制作他們正在研究的任何人體組織的3D模型，”他說。

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胡錦濤告訴“設(shè)計新聞”，該方法有兩個關(guān)鍵方面，使其在現(xiàn)有的生物打印技術(shù)中獨樹一幟。首先，它“需要極少的專業(yè)化才能完成，因此，它非常易于使用，并且使用門檻低，”他說。

該方法還與各種各樣的天然材料兼容，這使得研究人員可以使用該技術(shù)制造的模型更好地復(fù)制體內(nèi)環(huán)境。這使得他們“在測試新藥時與人類更相關(guān)，目前在動物模型上進(jìn)行測試，”胡說。

為了證明他們的方法有效，研究人員生物打印的血管網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑷橄侔┠[瘤保持在體外，并且是血管化人體腸道的模型。

簡單夠了

研究人員注意確保他們開發(fā)的方法足夠簡單，即使對于不熟悉此類打印的科學(xué)家也可以使用。為了創(chuàng)建一個活的血管網(wǎng)絡(luò)，研究人員首先使用Autodesk數(shù)字化設(shè)計了一個支架。然后他們使用商業(yè)3D打印機使用稱為聚乙烯醇的水溶性材料打印支架。

在完成這一步驟后，研究人員傾倒了由天然材料制成的厚涂層 - 纖維蛋白原，一種在血凝塊中發(fā)現(xiàn)的化合物，以及Matrigel，一種商業(yè)上可獲得的實際哺乳動物細(xì)胞外基質(zhì) - 在支架上。他們讓它固化并固化，然后沖洗掉里面的支架材料，形成空心的血管通道。

對于該過程的倒數(shù)第二步，他們用內(nèi)皮細(xì)胞涂覆通道內(nèi)部 - 與血管內(nèi)側(cè)相同的細(xì)胞。該過程的最后一步涉及使細(xì)胞培養(yǎng)基流過血管以保持細(xì)胞存活和生長。

加州大學(xué)圣地亞哥雅各布斯工程學(xué)院生物工程學(xué)教授Prashant Mali說：“你不需要把任何復(fù)雜的東西帶到你的實驗室。”“我們希望多個實驗室能夠使用它并進(jìn)行實驗。采用的越多，它可能產(chǎn)生的影響就越大。“

識別材料是研究中比較困難的一個方面，因為團(tuán)隊開始使用盡可能接近身體內(nèi)部的天然材料，還有與3D打印方法兼容的材料。胡錦濤告訴“設(shè)計新聞”，最后，研究人員使用了他們印刷的組織類型的“人工和人工版本的混合物”。“在結(jié)締組織和胃腸道組織的情況下，它們不含任何人體組織，[或]原發(fā)組織，”他說。“一切都來自養(yǎng)殖細(xì)胞。然而，在腫瘤組織的情況下，我們實際上確實優(yōu)化了系統(tǒng)，以便3D打印包含并維持來自實際乳腺腫瘤的活腫瘤組織。

研究人員希望他們可以應(yīng)用該系統(tǒng)來制作像他所描述的那種可以用來測試體外抗癌藥物的腫瘤模型，Hu說，他對研究乳腺癌腫瘤模型特別感興趣。

“乳腺癌是最常見的癌癥之一 - 它擁有最大的研究成果之一，也是最大的藥物研發(fā)小組之一，”他說。“因此，我們可以制作的任何模型對更多人都有用。”

胡說，該團(tuán)隊計劃推進(jìn)他們的研究，以擴(kuò)展和完善該技術(shù)。“從現(xiàn)在開始，我們有一些追求，主要包括開發(fā)更準(zhǔn)確的腫瘤模型，不依賴于活腫瘤組織;測試和優(yōu)化方法與更多組織類型的兼容性比已公布的;并且優(yōu)化了印刷結(jié)構(gòu)中更好地模仿整個身體的條件，“他說。