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宾州州立大学研究人员3D打印多孔组织链让软骨再生

2018-12-25

在大家看到3D打印器官移植之前,生物3D打印仍然存在许多需要解决的问题。其中一个关键问题是弄清楚如何在印刷或工程组织中培养血管,但宾夕法尼亚州立大学的研究人员已经找到了一种替代这种想法的方法,创造了具有微孔的组织,其允许营养和氧气扩散到关键。

宾州州立大学研究人员3D打印多孔组织链让软骨再生

“组织制造的一个问题是大家不能使它们的尺寸变大,”工程科学与力学副教授Ibrahim T. Ozbolat说。 “如果养分和氧气没有办法进入,细胞会死亡。” 据研究人员称,用微孔建造组织构建块是血管化或组织内血管生长的替代方法。他们将构建块称为“多孔组织链”。它们始于人类脂肪衍生的干细胞,并与海藻酸钠成孔剂混合。来自海藻的海藻酸钠可以被印刷成微小的颗粒,当溶化时,在组织的织物中留下孔。研究人员将干细胞和海藻酸钠用于3D打印未分化组织的束,然后将它们组合在一起,通过3D打印它们彼此相邻,并形成一块组织。 研究人员随后将组织暴露于化学混合物中,导致干细胞分化,使细胞变成骨骼或软骨。孔允许流体流到所有干细胞。据了解,这些股线能够保持25%的孔隙率和85%的孔隙连通保持至少三周。

“这些贴片可以植入骨骼或软骨中,取决于它们是哪种细胞,”Ozbolat说。 “它们可用于骨关节炎,整形手术的贴片,如鼻中隔的软骨,膝关节修复和其他骨或软骨缺损。”

宾州州立大学研究人员3D打印多孔组织链让软骨再生

副教授Ibrahim T. Ozbolat

软骨往往比骨更容易生产,因为在人体中,软骨没有血管穿过它。然而,一些骨骼是天然多孔的,因此工程化组织中的孔隙度意味着修复或替换天然骨骼的更大潜力。目前只能制作微小的组织块,但它们比在脚手架上生长人造组织更容易制造。 该研究记录在一篇题为“多孔组织链:用于可扩展组织制造的无血管构建块”的论文中。该工作具有很大的骨和软骨再生潜力,研究人员也正在考虑将他们的技术应用于肌肉,脂肪和其他组织。


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