赖斯大学生物工程师通过3D打印植入物来播种多层组织

休斯敦-(2020年2月4日)-谁曾说过生物工程师无法坚持到底?由安东尼奥·米科斯(Antonio Mikos)领导的赖斯大学(Rice University)团队则说，它采用了一种时髦的方法，这种方法可以用生命细胞播种复杂的，3D打印的组织工程支架，以帮助伤口愈合。

研究人员实际上是在用于建造脚手架的塑料线中刻出凹槽。然后在槽中播种可促进新组织生长的细胞或其他生物活性剂。

该策略可以保护细胞免受热量和剪切应力的影响，而热量和剪切应力可能会在其他脚手架制造过程中将其杀死。它还提供了一种方法，可以在机械稳定的平台上对最终变成各种组织(例如骨骼和软骨)的细胞进行分层。

它的优点在于3D打印机将沟槽切成热塑性塑料，在适当的温度下插入细胞，并在单个过程中基于医学图像创建三维植入物。

该研究是《生物印刷》论文的主题。

米克斯说，与赖斯和其他地方正在开发的具有细胞支持作用的水凝胶支架不同，这种过程产生了可以通过手术插入的硬植入物，可以治愈骨骼，软骨或肌肉。像水凝胶一样，生物相容性植入物会随着时间的流逝而降解，仅留下天然组织。

Mikos说：“这里的主要创新是我们能够在空间上装载3D打印的，具有不同细胞群和具有不同生物活性分子的支架的能力。”

他说，到目前为止，3D打印的支架通常都以均匀的细胞分布播种。“如果我们想要在支架的不同位置使用不同的细胞群，我们将无法做到这一点。现在我们可以。”

莱斯研究科学家玛丽安·埃里佐多(Maryam Elizondo)说，“纤维是在圆柱体上刻有针的形状，以便在印刷时留下凹槽。”设置好凹槽并充分冷却后，打印机就会沉积注入了单元的墨水。“我们对脚手架每一层的每根纤维都这样做。”

Elizondo将约800微米宽的带槽螺纹与炸玉米饼壳进行了比较，该炸玉米饼壳将内容物保持在里面而不会溢出;在这里，增加的凹槽和紫外线激活的交联剂可将电池墨水保留在内部。她说，完全打印缩略图大小的植入物大约需要半个小时。

Mikos说，支架不仅限于细胞。他说：“我们还可以在不同的水平上加载不同的增长因素。”“非常高的温度会使它们失活，但是在这里，当冷却时，我们可以在沟槽内沉积负载有生长因子的微粒。这将保留分子的生物活性。

在谈到他帮助创建的多大学合作项目时，他说：“这对工程复杂组织中心来说是巨大的成功。”“这是我们建立该中心的目标：开发具有独特性能的先进材料，可用于满足未满足的临床需求的组织工程应用。这是一个完美的例子。

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