3D生物打印好助手？新型生物墨水，推動再生醫(yī)學(xué)發(fā)展
提起3D打印器官，想必大家都不會感到陌生。在醫(yī)療領(lǐng)域，特別是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D生物打印技術(shù)發(fā)揮出了強大作用，為器官移植提供了一條新道路。但與此同時，3D器官打印也面臨“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。
再生醫(yī)學(xué)網(wǎng)獲悉，近日，來自國家兒童醫(yī)學(xué)中心（上海）、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心的付煒、王偉團隊聯(lián)合東華大學(xué)游正偉教授團隊首次提出將甘油用于調(diào)控“自由水”狀態(tài)進而合成甘油水凝膠生物墨水的概念，并證實了該生物墨水具有抑菌性、形狀保真、適合3D生物打印和細胞凍存保護等一系列特性，具有廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Matter》期刊上。
眾所周知，生物墨水是實現(xiàn)3D生物打印的關(guān)鍵。在過去，水凝膠憑借著優(yōu)異的生物相容性以及能模擬細胞外基質(zhì)的特點，成為了常用的生物墨水材料之一。但隨著時間推移，科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)，水凝膠生物墨水存在許多問題，亟待改進完善。
而在該項研究中，科研人員使用甘油來調(diào)節(jié)生物墨水中“水”的狀態(tài)。這是因為甘油水凝膠中有限的“自由水”不利于細菌繁殖，能顯著抑制大腸桿菌和霉菌的生長。通過3D打印制備的甘油水凝膠支架也能通過抑制“水”的蒸發(fā)來維持形狀保真度，且甘油水凝膠中的細胞比普通水凝膠中的細胞表現(xiàn)出更高的活性。
此外，因為甘油水凝膠中的大部分水都結(jié)合在一起，進而抑制了結(jié)晶，所以打印的組織可以直接冷凍保存，而無需添加冷凍保護劑。與現(xiàn)有的基于水凝膠的生物墨水相比，甘油水凝膠生物墨水具有更多優(yōu)越性，在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域具有更廣闊的前景。
談及此次研究成果，科研人員表示，本項研究具有良好的轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景，未來可利用該生物墨水進行多種組織器官的體外生物打印。另外，由于該水凝膠系統(tǒng)兼具抗菌、形態(tài)維持及細胞保護功能，也可用于體內(nèi)細胞治療，幫助提高細胞駐存率，更好發(fā)揮治療作用。
在過去，3D生物打印主要依賴水凝膠生物墨水，但此種生物墨水存在一定的弊端，比如難以長期形狀保真、打印出的器官冷凍效果不佳等等。這些弊端若不解決，會阻礙3D生物打印技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用。對此，再生醫(yī)學(xué)網(wǎng)表示，隨著甘油水凝膠生物墨水的問世，這一困擾科學(xué)家的難題或?qū)⒂卸狻?/div>
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