提起
3D打印器官,想必大家都不会感到陌生。在医疗领域,特别是再生医学领域,3D生物打印技术发挥出了强大作用,为器官移植提供了一条新道路。但与此同时,3D器官打印也面临“原料短缺”的窘境,即3D生物打印所需要的生物墨水的性能仍有待完善。
再生医学网获悉,近日,来自国家儿童医学中心(上海)、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心的付炜、王伟团队联合东华大学游正伟教授团队首次提出将甘油用于调控“自由水”状态进而合成甘油水凝胶生物墨水的概念,并证实了该生物墨水具有抑菌性、形状保真、适合3D生物打印和细胞冻存保护等一系列特性,具有广泛的生物医学应用前景。相关研究成果发表在《Matter》期刊上。
众所周知,
生物墨水是实现3D生物打印的关键。在过去,水凝胶凭借着优异的生物相容性以及能模拟细胞外基质的特点,成为了常用的生物墨水材料之一。但随着时间推移,科学家们逐渐发现,水凝胶生物墨水存在许多问题,亟待改进完善。
而在该项研究中,科研人员使用甘油来调节生物墨水中“水”的状态。这是因为甘油水凝胶中有限的“自由水”不利于细菌繁殖,能显著抑制大肠杆菌和霉菌的生长。通过3D打印制备的甘油水凝胶支架也能通过抑制“水”的蒸发来维持形状保真度,且甘油水凝胶中的细胞比普通水凝胶中的细胞表现出更高的活性。
此外,因为甘油
水凝胶中的大部分水都结合在一起,进而抑制了结晶,所以打印的组织可以直接冷冻保存,而无需添加冷冻保护剂。与现有的基于水凝胶的生物墨水相比,甘油水凝胶生物墨水具有更多优越性,在生物医学应用领域具有更广阔的前景。
谈及此次研究成果,科研人员表示,本项研究具有良好的转化应用前景,未来可利用该生物墨水进行多种组织器官的体外生物打印。另外,由于该水凝胶系统兼具抗菌、形态维持及细胞保护功能,也可用于体内细胞治疗,帮助提高细胞驻存率,更好发挥治疗作用。
在过去,
3D生物打印主要依赖水凝胶生物墨水,但此种生物墨水存在一定的弊端,比如难以长期形状保真、打印出的器官冷冻效果不佳等等。这些弊端若不解决,会阻碍3D生物打印技术的进一步推广应用。对此,
再生医学网表示,随着甘油水凝胶生物墨水的问世,这一困扰科学家的难题或将迎刃而解。
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