包括美國弗吉尼亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院在內(nèi)的研究團隊,首次開發(fā)出一種可“按需打印”且能與人體相容的器官構(gòu)建模塊。這將為研究各種疾病進展和相應(yīng)療法帶來極大助力。研究成果發(fā)表在新一期《自然·通訊》雜志上。
這種獨特的生物打印方法被稱為球形顆粒數(shù)字組裝(DASP)。該技術(shù)能將生物材料顆粒沉積在基質(zhì)中:這些顆粒是聚合物水凝膠,通過調(diào)整單分子單體排列和化學(xué)鍵來模擬人體組織;而包裹在顆粒中的是真正的人體細胞;水基基質(zhì)則可構(gòu)建3D結(jié)構(gòu),并為細胞生長提供合適的環(huán)境。
與以往的水凝膠生物墨水相比,這種新型顆粒毒性更小,對細胞的生物相容性更強,而且具有獨特的“雙網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)——由兩個相互交織的分子網(wǎng)絡(luò)形成,具有很強的機械強度,但可模仿人體組織的物理特征。
研究團隊設(shè)計了一種多通道噴嘴,可以按需混合水凝膠成分。而且這種“雙網(wǎng)絡(luò)”水凝膠生物墨水成型過程非??欤茉?0秒內(nèi)從液滴變成彈性凝膠。通過這種最先進的材料和控制技術(shù),團隊實現(xiàn)了“按需打印”類器官,產(chǎn)生的類器官可作為基于人體組織的3D細胞模型,用于研究多種疾病、組織建模并開發(fā)全新療法。如果將這種生物打印進一步優(yōu)化,還有望用于人工器官移植、篩選候選新藥等。
(摘自《科技日報》)