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哈佛醫(yī)學(xué)院利用3D打印制備出低成本紙基血管化組織模型

2019-05-06 10:53

生物3D打印技術(shù)具有準(zhǔn)確控制三維結(jié)構(gòu)的功能，克服了當(dāng)前生物制造技術(shù)的不足。目前生物3D打印的主要問(wèn)題集中在墨水的選取和打印系統(tǒng)的優(yōu)化。然而，除了墨水，軟基質(zhì)也是3D打印中最關(guān)鍵的組成部分之一。軟基體能夠保持打印空間結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性。利用軟基質(zhì)和墨水進(jìn)行擠出式3D打印是打印獨(dú)立式結(jié)構(gòu)最有效的方法，并且基于其易于處理和設(shè)計(jì)自由的特性，是微流體系統(tǒng)快速成型的最佳選擇。該微流體系能夠?yàn)榧?xì)胞的生長(zhǎng)和增殖提供良好的促進(jìn)環(huán)境。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Y．Shrike Zhang教授課題組采用一種成本低、生物相容性良好的納米材料－細(xì)菌纖維素（bacterial cellulose）水凝膠作為潛在的新型軟基質(zhì)，進(jìn)而構(gòu)建了生物3D打印紙基血管化組織模型，可實(shí)現(xiàn)藥物的實(shí)時(shí)篩選。

該研究中生物墨水是由凡士林（petroleumjelly）和液體石蠟（liquid paraffin）組成，包覆于細(xì)菌纖維素軟基質(zhì)中打印成型。通過(guò)隨后水分的蒸發(fā)和細(xì)菌纖維素的沉積構(gòu)建三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以及從基質(zhì)中去除墨水、構(gòu)建微通道，在紙表面接種MCF－7細(xì)胞，管道中接種HUVECs等，實(shí)現(xiàn)了紙基血管化組織模型的快速制備。這項(xiàng)研究目的為構(gòu)建低成本（裝置成本低至4美分）的組織模型提供了一個(gè)新平臺(tái)，于近日在國(guó)際材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Nano Letters上發(fā)表。該研究成果題為“Generation of Cost－Effective Paper－Based Tissue Models through Matrix－Assisted Sacrificial 3D Printing”。

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