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生物打印+冷凍，拓展應用新潛能

[所屬分類:行業動態] [發布時間:2021-12-23] [發布人:網站管理員2] [閱讀次數:] [返回]

生物打印+冷凍，拓展應用新潛能
作者：馮維維來源：中國科學報
山東拓普生物工程有限公司 //ljxinglong.com
廣泛研究和臨床應用3D組織的一個主要障礙是它們的保存期限很短，可能只有幾個小時到幾天。在器官移植的情況中，一個生物打印的組織必須被迅速運送到需要它的地方，否則將無法存活。在12月22日發表于《物質》期刊的一項研究中，美國布萊根婦女醫院和哈佛醫學院的研究人員描述了他們將3D生物打印技術與冷凍保存技術相結合的工作，這種技術創造出的組織可以被保存在零下196攝氏度的冰箱中，并在幾分鐘內解凍后立即使用。
“傳統的生物打印基本上沒有保存期限。在大多數情況下，它實際上只是被打印出來，然后使用。”論文第一作者、布萊根婦女醫院生物醫學工程師Y. Shrike Zhang說，“有了冷凍生物打印技術，只要你想，你就可以在冷凍狀態下打印和儲存。”
20年前，3D生物打印技術首次用于制造人造人體組織。與傳統的3D打印一樣，一種墨水通過噴嘴一層一層地擠壓成預先設定的形狀。在生物打印的情況下，這種墨水通常是由嵌入活細胞的明膠樣支架組成。冷凍生物打印的工作原理與此相同，只不過打印是直接在零下20攝氏度的冷板上進行的。組織被打印后，它們立即被轉移到低溫條件下進行長期存儲。
冷凍打印還有一個額外的優勢，那就是它可以比傳統生物打印方法制作更復雜的形狀。“生物墨水的細絲在接觸冷板幾毫秒內就凍結了，所以它沒有時間改變原有的形狀。”Zhang說，“然后你就可以層層疊加，最終創造出一個能夠承受自身重量的獨立3D結構。”
低溫的使用同時也緩解了對能夠使用的生物墨水類型的限制。在傳統的生物打印方法中，生物墨水必須具有粘性才能保持其形狀，但在較低的溫度下，大多數液體天生具有更大的粘性。
為了在低溫下生存，細胞必須伴有一種低溫保存劑，這種物質可以防止滲透壓休克，并限制會破壞細胞膜的冰晶形成。Zhang的團隊把大部分精力都放在尋找能產生最高細胞活力的低溫保存劑組合上。
他們證明，這些組織在復活之前至少可以存活三個月。“恢復組織是相當容易的。”Zhang說，“這就像復活任何類型的冷凍儲存的細胞。你把它們放回一個溫暖的介質中，并使用快速解凍過程。”
為了證明這些組織可以保留其原有功能，他和同事進行了一系列的細胞活性測試，結果表明這些細胞可以像之前一樣分化。
在未來，3D生物打印的組織可以作為測試新藥的真實模型，或者幫助受傷或患病后需要替換組織的患者。能夠在較長時間里冷凍生物打印組織將使研究人員可以進一步合作開發這些應用，并使得在臨床前和臨床環境中擴展儲存的使用成為可能。
相關論文信息：//doi.org/10.1016/j.matt.2021.11.020

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