牛津大學創新3D活體組織列印方式,克服外形不穩定難題
在過去幾年裡,3D列印技術實現多次跨越式發展,從起初只能列印一些小玩意,到現在可以列印出食物、房屋、甚至武器(可以放去年3D列印武器那篇的連接)。而3D列印技術最讓人驚嘆的應用之一是「3D生物列印」,即列印出人工組織和器官的技術。
近日,英國牛津大學的研究人員們在《自然—通訊》學刊上發表了一篇論文,將3D生物列印技術再推新高。
一直以來,3D列印活體組織所面臨的最大困難就是如何讓產品保持形狀穩固。由於組織內的細胞可以輕易遊動,列印出來的結構經常會自我坍塌。
由3D生物列印公司OxSyBio的專家Alexander Graham所帶領的牛津大學團隊想出一個新辦法來解決這一問題。他們先把包含著細胞的納升液滴(nanoliter droplet)包裹在一層脂肪里,再一滴滴,一層層的列印出活體組織結構。
由於這層脂肪「外衣」可以提供結構所需的支撐,列印出的組織因此可以保持其設計的形狀。此外,這層脂肪還可以延長細胞存活的時間。
在這種方法下,活體組織是一滴滴列印出來的,因此其「生長」過程十分接近自然。Graham表示:「我們最初的目標就是列印出符合自然生物身體基本行為和生理的3D活體組織。」
他還補充道,「目前,只有極少的列印組織具有自然組織的那種複雜細胞結構。所以,我們的目標就是設計出一款相對廉價且高解析度的細胞列印技術,而且該技術必須可以重複的製造出結構相對複雜的一系列細胞,尤其是幹細胞。」
3D生物列印有著顛覆再生醫學的潛力,全球各國的研究人員早已在此領域投入了大量的資源。如今已經可以列印出外形逼真,且功能與自然組織器官誤差的組織和器官,比如耳朵。這些列印出來的器官可以幫助很多器官損壞人士。
「3D生物列印的應用潛力廣泛。我們相信,使用來自患者的細胞去複製甚至增強自然組織功能的個性化醫療不再是夢,」OxSyBio的首席技術官Sam Olof表示,「在未來,3D生物列印出來的組織還可能用於診斷,比如用來進行藥物或毒性篩選」。
Graham表示,他們下一階段的目標是開發出可以使用更多活體和混合材料的列印技術,同時也會探索人工活體組織技術工業化生產的可能性。
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