英國科學(xué)家開發(fā)出新型含有干細(xì)胞的生物墨水可3D打印軟骨

日前，英國布里斯托大學(xué)（University of Bristol）的科學(xué)家們開發(fā)出了一種新型的生物墨水，據(jù)稱這種墨水zui終可能3D打印出可作為手術(shù)植入物的復(fù)雜組織。

這種含有干細(xì)胞的生物墨水可以用來3D打印活組織，也就是我們常說的生物打印。

據(jù)了解，這種新型生物墨水包含兩種不同的聚合物成分：從海藻中提取的天然高分子材料和可用于醫(yī)療行業(yè)的損耗型合成聚合物，而且這兩種成分都能夠發(fā)揮作用。其中合成聚合物可以在溫度升高時(shí)將生物墨水從液體轉(zhuǎn)化成固體，而海藻中的提取物則在引入細(xì)胞營養(yǎng)時(shí)為其提供結(jié)構(gòu)支持。

來自該校細(xì)胞和分子學(xué)院的研究員Adam Perriman博士稱：“設(shè)計(jì)這種 新型生物墨水是挑戰(zhàn)性的。你需要一種材料可既能夠打印，其強(qiáng)度又足以在打印的組織被浸入營養(yǎng)液時(shí)保持其形狀，同時(shí)對細(xì)胞無害。我們成功地做到了這一點(diǎn)，但在我們找到zui終的配方之前經(jīng)過了很多次的試錯。

“這種特殊的生物油墨配方可以作為一種液體從改裝的桌面型3D打印機(jī)上擠出，在37攝氏度時(shí)轉(zhuǎn)化為一種凝膠，就可以構(gòu)建復(fù)雜的活3D組織了。”

目前該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠?qū)⒏杉?xì)胞分化為軟骨細(xì)胞（即可以分泌骨基質(zhì)的細(xì)胞）和成骨細(xì)胞（可以分泌軟骨基質(zhì)并嵌入其中的細(xì)胞），從而可以在5周內(nèi)開發(fā)出3D打印組織結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)全尺寸的氣管軟骨環(huán)。

Perriman博士說：”對我們來說zui驚訝的是，當(dāng)引入細(xì)胞營養(yǎng)素時(shí)，這種合成聚合物會被*從3D結(jié)構(gòu)中排出，只剩下干細(xì)胞和天然海藻聚合物。這就反過來在結(jié)構(gòu)上創(chuàng)建出了很多微小孔隙，從而更有效地將養(yǎng)分送給干細(xì)胞。“

據(jù)了解，該研究團(tuán)隊(duì)的這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)登上了《Advanced Healthcare Materials》的封面，該論文的題目是《使用一種模板化孔隙的生物墨水的3D生物打印（3D Bioprinting Using a Templated Porous Bioink）》。

人們普遍認(rèn)為，這一成果zui終可能導(dǎo)致使用患者自己的干細(xì)胞為手術(shù)3D打印骨骼或軟骨植入物的實(shí)現(xiàn)，這種骨科植入物可以用在膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)手術(shù)中。