英國科學家開發(fā)出新型含有干細胞的生物墨水可3D打印軟骨

日前，英國布里斯托大學（University of Bristol）的科學家們開發(fā)出了一種新型的生物墨水，據(jù)稱這種墨水zui終可能3D打印出可作為手術植入物的復雜組織。

這種含有干細胞的生物墨水可以用來3D打印活組織，也就是我們常說的生物打印。

據(jù)了解，這種新型生物墨水包含兩種不同的聚合物成分：從海藻中提取的天然高分子材料和可用于醫(yī)療行業(yè)的損耗型合成聚合物，而且這兩種成分都能夠發(fā)揮作用。其中合成聚合物可以在溫度升高時將生物墨水從液體轉化成固體，而海藻中的提取物則在引入細胞營養(yǎng)時為其提供結構支持。

來自該校細胞和分子學院的研究員Adam Perriman博士稱：“設計這種 新型生物墨水是挑戰(zhàn)性的。你需要一種材料可既能夠打印，其強度又足以在打印的組織被浸入營養(yǎng)液時保持其形狀，同時對細胞無害。我們成功地做到了這一點，但在我們找到zui終的配方之前經(jīng)過了很多次的試錯。

“這種特殊的生物油墨配方可以作為一種液體從改裝的桌面型3D打印機上擠出，在37攝氏度時轉化為一種凝膠，就可以構建復雜的活3D組織了。”

目前該團隊已經(jīng)能夠將干細胞分化為軟骨細胞（即可以分泌骨基質的細胞）和成骨細胞（可以分泌軟骨基質并嵌入其中的細胞），從而可以在5周內開發(fā)出3D打印組織結構，包括一個全尺寸的氣管軟骨環(huán)。

Perriman博士說：”對我們來說zui驚訝的是，當引入細胞營養(yǎng)素時，這種合成聚合物會被*從3D結構中排出，只剩下干細胞和天然海藻聚合物。這就反過來在結構上創(chuàng)建出了很多微小孔隙，從而更有效地將養(yǎng)分送給干細胞。“

據(jù)了解，該研究團隊的這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)登上了《Advanced Healthcare Materials》的封面，該論文的題目是《使用一種模板化孔隙的生物墨水的3D生物打印（3D Bioprinting Using a Templated Porous Bioink）》。

人們普遍認為，這一成果zui終可能導致使用患者自己的干細胞為手術3D打印骨骼或軟骨植入物的實現(xiàn)，這種骨科植入物可以用在膝關節(jié)和髖關節(jié)手術中。