新型生物打印技術(shù)打印織物的速度提高了10倍

魔猴君  科技前沿   5天前

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，除了制造假體或優(yōu)化手術(shù)干預(yù)等應(yīng)用之外，3D打印還為研究開辟了新的視角?，F(xiàn)在，它使得設(shè)計(jì)人體組織的復(fù)制品成為可能，從而為健康提供了機(jī)會(huì)：制造用于移植的器官、研究疾病，甚至開發(fā)新的治療方法。然而，盡管取得了進(jìn)步，該領(lǐng)域仍然受到目前無法大規(guī)模生產(chǎn)致密織物的技術(shù)的阻礙。

面對(duì)這一挑戰(zhàn)，賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種基于使用細(xì)胞球體（細(xì)胞群）的生物打印方法。這種方法可以精確、快速地制造復(fù)雜的織物，速度達(dá)到傳統(tǒng)技術(shù)的十倍。研究小組表示，這一進(jìn)展代表著向創(chuàng)造功能性組織和器官邁出了決定性的一步，為再生醫(yī)學(xué)提供了新的可能性。

生物打印的突破：邁向更快、更可行的組織

生物打印使科學(xué)家能夠利用活細(xì)胞與各種生物材料相結(jié)合來創(chuàng)建3D結(jié)構(gòu)。細(xì)胞在幾周內(nèi)繁殖并生長(zhǎng)形成3D組織。“這種方法是球體快速生物打印的一個(gè)重要進(jìn)步，”賓夕法尼亞州立大學(xué)教授Ibrahim T.Ozbolat解釋道。他補(bǔ)充說，這項(xiàng)技術(shù)可以比目前的方法更快、更有效地生產(chǎn)組織，同時(shí)保持良好的細(xì)胞活力。

細(xì)胞密度對(duì)于創(chuàng)建功能組織很重要。因此，球體提供了一種有趣的選擇，因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞密度接近人體組織的細(xì)胞密度。不過，盡管3D打印球體似乎是實(shí)現(xiàn)這種密度的有效解決方案，但研究人員卻遇到了困難。這是因?yàn)楫?dāng)前的技術(shù)經(jīng)常在打印過程中損壞細(xì)胞，降低其活力。為了解決這個(gè)問題，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種名為HITS-Bio（用于生物打印的高通量集成組織制造系統(tǒng)）的新方法。該系統(tǒng)使用噴嘴網(wǎng)絡(luò)，允許同時(shí)操縱多個(gè)球體。通過將噴嘴排列在4x4網(wǎng)格中，該團(tuán)隊(duì)可以拾取16個(gè)球體，并將它們快速、精確地沉積到生物墨水基底上。Ozbolat先生解釋道：“這種方法比現(xiàn)有方法快十倍，同時(shí)保持細(xì)胞活力高于90%。

為了測(cè)試他們的技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)選擇生產(chǎn)軟骨組織。他們制作了一個(gè)一立方厘米的小型結(jié)構(gòu)，由600個(gè)能夠轉(zhuǎn)變?yōu)檐浌堑募?xì)胞球體組成。該過程在不到40分鐘內(nèi)完成，比傳統(tǒng)的生物打印方法要短得多。

編譯整理：3dnatives