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3D打印细胞营养输送难题得解

浙江大学机械工程学院傅建中教授课题组开发出一种器官打印工艺,在打印组织结构的同时打印出内部的营养输送通道,成功解决了3D打印细胞的营养维持问题。有了营养,细胞就能“活”得更久,这使得大尺寸器官3D打印成为可能。相关论文近日在线发表在《生物材料》杂志上。

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器官打印,是用3D打印的办法,将含细胞的生物墨水进行一层层的精确可控沉积,从而构造出含细胞的三维结构,在此基础上进行后续培养,以获得想要的组织。打印“活物”远比打印一般的三维模型困难许多。


“组织内遍布纤细的血管,它们是输送营养的流道。我们要在体外重构这些‘血管’。”论文通讯作者贺永副教授介绍,这是3D打印的一个热点问题。由于用来打印的凝胶材料非常软,现有思路多为先打印组织,再构造流道的“二次打印”法,效果不够理想。


课题组的思路,是同时打印组织结构和营养输送流道——一次成型!在一次实验中,他们偶然发现使用同轴喷头挤中空凝胶丝时、挤出的两条凝胶丝可以融合在一起,并具有一定的强度。“由于凝胶纤维内部是中空的,那应该能利用其进行营养输送。”贺永说,受此启发,课题组用了一年的时间,尝试基于中空凝胶纤维进行器官打印。


一次成型的工艺是否可靠?贺永说:“除了在工艺上方便快捷之外,一系列实验也证明了这一工艺的优越性:流道不但能稳定输送营养,还能让大分子营养物质渗透到细胞中去。”


据介绍,这一方法还可广泛应用于片上器官、凝胶基微流控芯片、细胞传感器芯片、药物筛选芯片等领域。


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