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新型生物打印技術(shù)打印織物的速度提高了10倍

魔猴君  科技前沿   10天前

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在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,除了制造假體或優(yōu)化手術(shù)干預(yù)等應(yīng)用之外,3D打印還為研究開辟了新的視角。現(xiàn)在,它使得設(shè)計人體組織的復(fù)制品成為可能,從而為健康提供了機(jī)會:制造用于移植的器官、研究疾病,甚至開發(fā)新的治療方法。然而,盡管取得了進(jìn)步,該領(lǐng)域仍然受到目前無法大規(guī)模生產(chǎn)致密織物的技術(shù)的阻礙。

面對這一挑戰(zhàn),賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種基于使用細(xì)胞球體(細(xì)胞群)的生物打印方法。這種方法可以精確、快速地制造復(fù)雜的織物,速度達(dá)到傳統(tǒng)技術(shù)的十倍。研究小組表示,這一進(jìn)展代表著向創(chuàng)造功能性組織和器官邁出了決定性的一步,為再生醫(yī)學(xué)提供了新的可能性。

生物打印的突破:邁向更快、更可行的組織

生物打印使科學(xué)家能夠利用活細(xì)胞與各種生物材料相結(jié)合來創(chuàng)建3D結(jié)構(gòu)。細(xì)胞在幾周內(nèi)繁殖并生長形成3D組織?!斑@種方法是球體快速生物打印的一個重要進(jìn)步,”賓夕法尼亞州立大學(xué)教授Ibrahim T.Ozbolat解釋道。他補(bǔ)充說,這項技術(shù)可以比目前的方法更快、更有效地生產(chǎn)組織,同時保持良好的細(xì)胞活力。

細(xì)胞密度對于創(chuàng)建功能組織很重要。因此,球體提供了一種有趣的選擇,因為它們的細(xì)胞密度接近人體組織的細(xì)胞密度。不過,盡管3D打印球體似乎是實現(xiàn)這種密度的有效解決方案,但研究人員卻遇到了困難。這是因為當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)常在打印過程中損壞細(xì)胞,降低其活力。為了解決這個問題,該團(tuán)隊開發(fā)了一種名為HITS-Bio(用于生物打印的高通量集成組織制造系統(tǒng))的新方法。該系統(tǒng)使用噴嘴網(wǎng)絡(luò),允許同時操縱多個球體。通過將噴嘴排列在4x4網(wǎng)格中,該團(tuán)隊可以拾取16個球體,并將它們快速、精確地沉積到生物墨水基底上。Ozbolat先生解釋道:“這種方法比現(xiàn)有方法快十倍,同時保持細(xì)胞活力高于90%。

為了測試他們的技術(shù),該團(tuán)隊選擇生產(chǎn)軟骨組織。他們制作了一個一立方厘米的小型結(jié)構(gòu),由600個能夠轉(zhuǎn)變?yōu)檐浌堑募?xì)胞球體組成。該過程在不到40分鐘內(nèi)完成,比傳統(tǒng)的生物打印方法要短得多。


編譯整理:3dnatives

   
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