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组织工程应用的3D生物印刷方法

图像信用:shutterstock.com/iaremenko sergii

近年来,三维(3D)印刷已获得牵引力,现在用于跨各种行业,用于快速且易于制造复杂的材料。亚博网站下载3D打印现已设置为彻底改变医学行业,特别是在再生医学中,因为它使得能够按需打印细胞,组织和器官。这些生物成分传统上长时间培养,使用各种气态和化学环境,使它们生长。

除了时间尺度,标准培养方法如果甚至有一个小,并且经常在增长过程中偶然或不可避免的变化,可以很容易地抛弃。虽然活组织的3D生物印刷品仍需要培养和生长细胞,但印刷过程提供了一种制造组织和器官的新方法,具有复杂的几何形状。

3D Bioplilting.

3D Bioplinting允许以复杂的方式分布不同细胞的分布,以生产两种组织和器官所示的微体系结构。在3D BioPlinting中,通过自下而上的层,逐层(LB亚博网站下载L)精确的位置方法构建有机材料,其通常包括来自内部部件的一些自组装元件。

可以建立生物材料,生化亚博网站下载生物化学和活细胞,同时保持准确的空间控制。3D BioPlinting有许多不同的方法,但其中一些最常见的是生物化,自主自组装,喷墨生物印刷和迷你组织积木。

目前正在为许多组织工程应用探索3D BioPlinting,其中制造生物学和机械声音,功能性和可植入的人体器官是可能的。

除了生物材料本身,3D Bioplint也可亚博网站下载用于制造用于再生细胞的生物相容性支架,细胞生长和干细胞的生长到需要再生的区域中。这些方法,无论它们是3D打印还是没有,都形成组织工程应用的基础。

目前有3D印刷面临的一些挑战,但大多数研究适应了它们。标准3D打印机通常设计用于印刷塑料和金属。

因此,在大多数情况下,研究人员需要适应3D打印机,以便打印生物物质,复杂的生活架构和多种细胞类型,同时保持足够的分辨率来重新承载印刷材料的生物功能。

将3D BioPlinting应用于组织工程

组织工程包括应用于生物细胞的材料科学和基于工程的方法的混合物,以替换或生长组织。亚博网站下载亚博老虎机网登录

新组织的形成通常是通过支架,可以将其植入生物体中以在现有组织的顶部生长新细胞并基本上修复它;或通过在实验室中单独生长作为可以植入后来的单独组织。

在骨组织工程中使用3D印刷的最常见和广泛研究的区域之一。研究人员的许多团队都有3D印刷的羟基磷灰石支架,用于骨组织的生长和再生。

一些研究人员使用改性的羟基磷灰石粉末和聚合物粘合剂创造了多孔陶瓷支架。使用具有两个Z-pistons的Genis GmbH 3D打印机和X-Y绘图仪,重新涂层单元和电子控制装置打印脚手架。

这些打印机产生具有低至450μm的内通道尺寸的支架,壁厚为330μm。发现支架具有高机械强度,生物相容性,并且尺寸可容纳30μm的细胞。

最近的研究使用Zcorporation Inc. Zprinter 310(现在由3D Systems Inc)产生3D印刷的羟基磷灰石支架,用于骨组织工程。

这些研究人员使用了羟基磷灰石和聚(乙烯基)醇的混合物,以产生机械稳定和多孔的支架。研究人员尝试了一些选择,平均总孔隙度大约55%的支架是最有前途的并且能够容纳骨细胞。这些支架,具有一点优化,具有通过骨内切除和骨骼整向机制来用于骨再生的可能性。

最新的进步是虽然在纳米纤维纤维素/藻酸盐(NFC / A)的诱导多能干(IPS)细胞中的3D印刷,用于制造软骨组织。

研究人员使用了带有300μm喷嘴和生物医学软件(BioMeDical Modeling Inc)的Regenhu 3D Discovery打印机来生产软骨组织。易于印刷生物链,将细胞培养5周以产生可用作软骨的组织。

将细胞与照射的软骨细胞共同培养,发现细胞生长令人印象深刻,仅在1和7天后,产生的活细胞生长分别为73%和86%。

试验NFC / A的不同比例,60/40比率在印刷后尽最佳,并保持其多能性。通过产生大量功能细胞,研究人员希望该方法将被用作未来的组织再生治疗,以修复接头中受损的软骨。

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来源:

Nguyen D., Hägg D. A., Forsman A., Ekholm J., Nimkingratana P., Brantsing C., Kalogeropoulos T., Zaunz S., Concaro S., Brittberg M., Lindahl A., Gatenholm P., Enejder A., Simonsson S., Cartilage Tissue Engineering by the 3D Bioprinting of iPS Cells in a Nanocellulose/Alginate Bioink,科学报告,2017年,7.,658

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利亚姆克里德利

写道

利亚姆克里德利

Liam Critchley是一位专门从事化学和纳米技术的作家和记者,在化学和纳米技术和M.Sc的酿酒型。化学工程研究。

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