全面的陶瓷细胞悬浮液生物打印，用活细胞打印 “骨骼”
发布时间：
2023-09-22 14:22
来源：
据美国《每日科学》网站最新消息，澳大利亚新南威尔士大学的科学家开发出一种以陶瓷为基础的 “墨水”，可以让外科医生3D打印出带有活细胞的骨骼 (用于修复受损的骨组织)。相关研究发表在学术期刊《先进功能材料》上。
研究人员使用一种由磷酸钙制成的特殊墨水，结合3D打印机，开发了一种称为 “总陶瓷细胞悬浮生物打印” (COBICS) 的新技术，能够打印出将其放入水中后几分钟内硬化的骨骼结构。
UNSW化学学院的Iman Rouhani博士说: “这种墨水的成分可以在水性环境中进行纳米化，使用固化机制将无机墨水转化为机械互锁的骨磷灰石纳米晶体。它形成了类似于骨骼结构的化学结构，当墨水与含有活细胞的胶原蛋白物质结合时，就可以形成类似骨骼的组织。”油墨制剂及其在活生物体中的转化是快速且无毒的，并且仅在生物环境 (例如体液) 中，为外科医生提供足够的工作时间。
与Rouhani博士共同开发了这项突破性技术的副教授Christopher Killian说: “这项技术最酷的事情是，我们可以将墨水直接挤压到细胞中，例如患者骨骼上的孔，包含细胞，血管和脂肪的骨骼中，并打印出该区域已经包含活细胞的类骨质结构。
“这是一项独特的技术。”鲁哈尼博士说: “虽然3D打印骨状结构的想法并不新鲜，但这是第一次可以在室温下制造这种材料-带有活细胞，没有刺激性的化学物质或辐射。
将活细胞变成3D打印结构的一部分是3D打印技术的一大进步。该技术非常适合骨缺损原位修复的临床应用，如创伤、癌症或较大的骨组织缺损，也可用于疾病建模、药物筛选等。有一天，3D打印机可能会成为手术室的永久固定装置。
接下来，研究人员将在动物模型上进行体内实验，以观察类骨质结构中的活细胞在植入骨组织后是否继续生长。
在微观尺度上实现精细的3D生物打印并不是什么新鲜事，但活细胞打印仍然是该领域的新挑战。例如，打印是否足够准确，时间窗口是否太短，材料对细胞是否足够友好等，都是要考虑的问题。在这项新研究中，用于打印骨骼的材料从未像以前那样进行过装配，并且该技术变得更加精致，无疑在活细胞打印方面迈出了重要的一步。
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