研究人员发明光学打印技术 几秒钟内可完成复杂活组织的生物打印

  洛桑联邦理工学院(EPFL)工程学院应用光子器件实验室(LAPD)的研究人员与来自乌特勒支大学的同事合作,提出了一种光学技术,只需几秒钟即可在含有干细胞的生物相容性水凝胶中雕刻复杂的组织形状。然后通过添加内皮细胞使得到的组织血管化。

  该小组在《Advanced Materials》期刊上一篇文章中描述了这种高分辨率打印方法。这项技术将改变细胞工程专家的工作方式,使他们能够创造出一种新的个性化、功能性的生物打印器官。

  打印股骨或半月板

  这项技术被称为“体积生物打印”。为了制造组织,研究人员将激光投射到充满干细胞水凝胶的旋转试管中。他们通过将光的能量聚焦在特定位置来塑造组织,然后固化。几秒钟后,一个复杂的三维形状出现,悬浮在凝胶中。这种干细胞在水凝胶中很大程度上不受该过程的影响,研究者随后引入内皮细胞使组织血管化。

  研究人员已经证明,可以创建一个几厘米的组织构造,这是一个临床上有用的尺寸。他们的工作的例子包括类似于心脏瓣膜的瓣膜,半月板和股骨的复杂形状的部分,他们还能够建立互锁结构。

  复制人体

  合著者保罗·德尔罗(Paul Delrot)说“人类组织的特性在很大程度上取决于高度复杂的细胞外结构,复制这种复杂性的能力可能会导致许多真正的临床应用。利用这项技术,实验室可以以前所未有的速度大规模生产人造组织或器官。当在体外测试新药时,这种可复制性是必不可少的,它可以帮助消除动物测试的需要,具有明确的伦理优势和降成本优势。”

  LAPD负责人克利斯朵夫·莫瑟(Christophe Moser)说:“这只是开始,我们相信,我们的方法在本质上是可以扩展到大规模制造的,可以用于生产广泛的细胞组织模型,更不用说医疗设备和个性化的植入物。”

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