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干冰有助帝国研究人员研究3D打印超柔软人造器官

时间:2018-01-12

伦敦帝国理工学院的研究人员开发了一种新的冷冻和3D打印技术,可用于创建组织再生和复制器官的生物结构。打印的结构可以模仿大脑和肺脏等器官的特性。
 
3D打印的支架在组织工程领域变得越来越普遍,因为科学家们希望找到创建人造人体器官进行移植或药物筛选的方法。但是可以用细胞“种植”的支架对于用于组织再生特别有用,帮助损伤的身体部位使用新鲜的活细胞来愈合。
 
伦敦帝国理工学院的研究人员开发的一种新技术,可以创造出精确模仿人体软组织的软质脚手架。研究人员认为,这种方法可以帮助软组织的再生,并且有朝一日可以帮助种植的神经元细胞再生大脑和脊髓。
低温3D打印
新技术涉及3D打印和低温(冷冻)的使用,并且在早期的测试中,研究人员用真皮成纤维细胞接种了3D打印的支架。这些细胞在皮肤中产生结缔组织,研究人员指出,他们打印的支架导致新的结缔组织的成功附着和存活。
 
在新工艺中,使用固体二氧化碳(干冰)快速冷却水凝胶油墨,从3D打印机中挤出。虽然冷冻,水凝胶不能用于功能的目的,但一旦解冻,打印的凝胶像人体组织一样柔软,但足以支撑自己。这是一个重大的突破,因为水凝胶结构在历史上一直是在这个领域工作的科学家的共同问题。
 
研究人员认为干冰的使用一直是该项目取得成功的主要因素之一:“低温技术是这项技术的新颖方面,”帝国生物工程系的研究人员Antonio Elia Forte博士解释说。 “它利用液体和固体之间的相变来触发聚合,并创造出可以保持其形状的超柔软物体。这意味着该技术具有广泛的可能用途。“
低温3D打印
这对研究人员来说只是一小步,但可能导致未来的重要里程碑:创造可用于科学测试的复制身体部位或甚至整个器官,可能替代用于实践手术的动物体。这项研究还可能导致干细胞生长的新的可能性,这个过程可以产生不同种类的细胞。
 
所有这一切只有在伦敦的研究人员可以扩大实验范围的时候才会发生,从微小的组织切片移动到更大的结构。帝国机械工程系的另一位研究人员Zhengchu Tan说:“目前我们已经创建了几厘米大小的结构,但理想情况下,我们希望使用这种技术创建一个整个器官的复制品。”
 
“超级软水凝胶的低温3D打印”的研究已经发表在Nature:Scientific Reports上。其他作者还有Cristian Parisi,Lucy Di Silvio和Daniele Dini。

编译自:3ders.org

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