生物打印是對活細胞和組織的打印,患者可利用自己的細胞培養出器官,這項大有前途的技術未來可解決器官捐贈短缺的問題。然而,打印活組織和細胞是極其復雜的,需要克服許多障礙。
近期發表在《先進材料技術》上的3篇論文介紹了荷蘭烏得勒支大學醫學中心有關生物打印活組織的3項創新,這些創新將使生物打印更具臨床意義。
在打印樣品中創建生物功能區
體積生物打印可在短短幾秒鐘內打印出幾立方厘米的物體,這為打印細胞提供了許多可能性。然而,受到載有細胞的水凝膠的特性限制,當打印完成時,細胞可能不會被準確地放置在需要的地方,也不可能通過改變凝膠來幫助細胞發育、生長或特化。
為了能夠在打印過程后對打印品進行化學改性,研究人員研究了凝膠的孔隙率,以及與凝膠中其他分子結合的化合物。
首先,他們用體積打印機打印基于明膠的結構,然后將生物分子和光引發劑注入這些結構,可在明膠結構中創造復雜的3D模型。這種方法第一次能讓科學家3D控制想要捕獲的生物分子的位置。
有了這項創新,生長因子或生物活性蛋白質能以任何想要的3D形狀引入體積打印中。例如,科學家可以在3D打印對象內創建一條“吸引”新血管的軌跡,將引導血管方向和形成的信號分子放置在該軌跡上。然后,這些信號就可以正確吸引細胞,或者幫助干細胞發揮其再生潛力。與快速體積生物打印技術相結合,科學家有望創建可以指導細胞行為和發育的生物軟化支架。這意味著,未來能利用3D生物打印近距離模擬天然組織和器官的復雜生化環境。