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小型生物3D打印机有望再生神经细胞

长期以来,科幻小说的梦想之一就是构建肉体,如《星球大战》中卢克·天行者的手,《第五元素》中的红发女莉露。有了3D打印以后,现实仍未赶上幻想,但有了生物3D打印以后,情况就不同了,它研究的正是打印身体组织。最近,美国密歇根理工大学研究人员开发出一种小型的生物3D打印机,可用于打印人工神经组织。

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密歇根理工大学纳米医学与纳米电子学实验室主管、机械工程与生物医学工程副教授图洛·苏库法说,神经再生是生物医学工程难题。“我们一出生就有了所有神经细胞,并且一直带着它们,神经细胞一旦损坏就无法很好恢复。”但如今,纳米技术仿生材料已能帮助脊髓受伤的病人,使他们损坏的神经再生。


目前已有一些设备能极为精确地打印出整个器官,但其体积像一间屋子那么大,放在细胞培养罩、孵化器和冰箱之间。研究人员希望把这些巨大设备变得小巧灵活,就像他们的小型打印机。


据物理学家组织网近日报道,密歇根理工大学研究人员开发的这款小型3D打印机能放在一张老式课桌上,就像一个去掉了前盖和两侧的烤面包机,不锈钢圆盘外环绕着金属框架,被紫外线灯照着,背面有液压系统和管线。打印机“墨盒”中有一个大注射器,里面装着一种红色胶状液体。只要给它装上针式打印头,即可拿出电脑,打印组织支架。


打印的关键是要有合适的“生物墨水”才可打印组织。神经需要生物兼容组织作为细胞支架,而细胞膜质纳米晶体有极佳的机械性质,非常适合。此外,神经的功能是传递电脉冲,支架还要能导电。为此研究人员在打印材料中加了石墨烯,造出一种生物兼容性石墨烯—结合聚合体,将它们融化成胶状,能在打印压力下迅速流出。


研究人员表示,他们将再研究一套精简适用的方法,用于打印神经细胞。同时他们也希望所开发材料能有更广泛用途,不止于神经再生。


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