閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
醫(yī)療激光新聞

科學(xué)家有望利用新型墨水3D打印出含有活細胞的骨組織!

星之球科技 來源:生物谷2021-01-31 我要評論(0 )   

近日,一篇發(fā)表在國際雜志Advanced Functional Materials上題為“Synthetic Bone‐Like Structures Through Omnidirectional Ceramic Bioprinting in Cell Suspensions...

近日,一篇發(fā)表在國際雜志Advanced Functional Materials上題為“Synthetic Bone‐Like Structures Through Omnidirectional Ceramic Bioprinting in Cell Suspensions”的研究報告中,來自新南威爾士大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)出了一種基于陶瓷的墨水,未來有望幫助外科醫(yī)生打印出能鞋底啊活細胞的3D骨骼部分,而這些活細胞能被用來修復(fù)損傷的骨組織。


文章中,研究人員使用了一種由磷酸鈣組成的特殊墨水的3D打印機進行開發(fā)出了一種新技術(shù)—細胞懸浮液中的陶瓷全向生物打印技術(shù)(COBICS,ceramic omnidirectional bioprinting in cell-suspensions),該技術(shù)能幫助他們打印出骨骼樣結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在水中放置幾分鐘后就會被硬化。盡管3D打印仿骨結(jié)構(gòu)的想法并不新鮮,但這是研究人員首次在室溫下創(chuàng)建攜帶活細胞的材料。



圖片來源:University of New South Wales


研究者Iman Roohani說道,這是一種獨特的技術(shù),其能夠產(chǎn)生高度模擬骨骼組織的結(jié)構(gòu);這些骨骼組織能被用于對骨骼缺失的原位修復(fù)有大量需求的臨床應(yīng)用中,比如因創(chuàng)傷、癌癥或切除等所造成的骨缺陷?;罴毎鳛?D打印結(jié)構(gòu)的一部分,在上其便攜性,這或許就會有望成為目前最先進技術(shù)的一大進展;截止到目前為止,制作一塊類似于骨質(zhì)的材料來修復(fù)患者的骨組織,需要首先進入實驗室使用高溫熔爐和有毒的化學(xué)物質(zhì)來鍛造結(jié)構(gòu)。這就能夠產(chǎn)生一種干燥的材料,然后將其帶入臨床環(huán)境或?qū)嶒炇抑?,在這兩種環(huán)境中研究人員會對材料進行大量清洗并將活細胞添加到其中。


研究者指出,這項技術(shù)讓大家覺得不可思議的是,你可以直接將其擠壓到任何有細胞的地方,比如患者骨質(zhì)腔中,這樣其就能直接進入有細胞、血管和紙質(zhì)的骨頭里,隨后能打印出一個已經(jīng)含有活細胞的骨質(zhì)樣結(jié)構(gòu)。文章中,研究人員描述了他們?nèi)绾卧诤谢罴毎奈⒛z機制中開發(fā)出這種特殊墨水。墨水能通過其組分在水環(huán)境中的局部納米結(jié)晶,利用定型的機制,將無機墨水轉(zhuǎn)化為機械互鎖的骨磷灰石納米晶體。


換句話說,其能夠形成一種類似于骨骼建筑模塊的化學(xué)結(jié)構(gòu),墨水中的配方就能使其在生物環(huán)境中的轉(zhuǎn)化速度加快而且五毒;而且只有當(dāng)墨水暴露于在提體液中時才會被啟動,并能為終端用戶(比如外科醫(yī)生)提供充足的工作時間。當(dāng)墨水與含有活細胞的膠原物質(zhì)相結(jié)合時,其就能夠原位制造骨樣組織,而這或許適用于多個研究領(lǐng)域,比如骨組織工程應(yīng)用、疾病模型、藥物篩選、骨及骨軟骨缺陷的原位重建。目前有外科醫(yī)生和醫(yī)療技術(shù)制造商對此非常感興趣,盡管還處于早期研究階段,但這種新型的骨打印工藝或有望為治療和修復(fù)骨組織提供一種全新的視野。


研究者Kilian說道,這一研究進展為眾多的研究機會鋪平了道路,我們相信這或有望帶來變革型的研究進展,即從使用墨水在實驗室中制造骨質(zhì)用于疾病建模,作為生物活性材料進行牙齒修復(fù),到直接在患者機體中進行骨骼重建;未來有一天,需要進行骨移植的患者就能夠走進診所,其機體的骨骼解剖結(jié)構(gòu)也能被成像,并翻譯到3D打印機上,且能直接用自己的細胞打印到腔體中。這或許就能從根本上改變目前研究人員的治療手段,減輕患者的痛苦,以及最終挽救患者的生命;下一步研究人員將會在動物模型中進行體內(nèi)測試,來分析是否骨樣結(jié)構(gòu)中的活細胞能在植入到現(xiàn)有的骨組織中后繼續(xù)生長。(生物谷Bioon.com)


參考資料:


【1】Sara Romanazzo,Thomas Gregory Molley,Stephanie Nemec, et al. Synthetic Bone‐Like Structures Through Omnidirectional Ceramic Bioprinting in Cell Suspensions, Advanced Functional Materials (2021). DOI:10.1002/adfm.202008216


【2】Scientists use a novel ink to 3-D print bone with living cells


by University of New South Wales


轉(zhuǎn)載請注明出處。

3D打印激光激光技術(shù)
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關(guān)評論
精彩導(dǎo)讀