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研究人员开发用于癌症研究的3D打印活体生物组织的新方法

导读: 不列颠哥伦比亚大学(UBC)Okanagan校区是位于不列颠哥伦比亚省的奥肯那根山谷中部的研究中心,并位居世界前20名公立大学之列。我们已经看到了来自UBC Okanagan的大量创新性3D打印研究,其中大部分研究集中在生物医学领域。

不列颠哥伦比亚大学(UBC)Okanagan校区是位于不列颠哥伦比亚省的奥肯那根山谷中部的研究中心,并位居世界前20名公立大学之列。我们已经看到了来自UBC Okanagan的大量创新性3D打印研究,其中大部分研究集中在生物医学领域。

研究人员开发用于癌症研究的3D打印活体生物组织的新方法

目前,来自该大学工程学院和化学系的研究人员正在研究一种新的3D打印方法,用于生产活体生物组织,这将有朝一日成为癌症研究和组织替代的重要工具。

助理工程教授Keekyoung Kim解释说:“生物医学工程的最终目标之一是重新创造可行的、健康的、活的组织。这些应用令人震惊,可能帮助患有严重烧伤或器官衰竭等疾病的患者和用于研究癌症等疾病的研究员提供人造组织。”

Kim的团队开发了一种新的方法,称为直接激光生物打印(DLBP),借助廉价的激光二极管将水凝胶固化成复杂的交联平台。

研究人员开发用于癌症研究的3D打印活体生物组织的新方法

该系统成功地以比目前其他方法可能更精细的分辨率3D打印人造组织,并能够以95%的有效性支持活的健康细胞。这些工程组织足够强大,可以为活细胞提供活体结构,甚至可以茁壮成长。

研究人员发表了一篇关于他们工作的论文,题为“一种用于快速细胞封装和微孔制造的新型直接激光生物打印系统”,并发表在Advanced Healthcare Materials杂志上。合著者包括UBC Okanagan研究生Zongje Wang和Xian Jin、Zhenlin Tian,化学教授Frederic Menard,工程教授Jonathan Holzman和Kim。

论文摘要写道:“这项工作中引入了直接激光生物打印(DLBP)系统。使用光引发剂VA-086,DLBP系统在405nm的波长应用可见激光诱导的光交联。结果表明,这样的系统可以制造具有良好特征(小于50μm)和高细胞活力(大于95%)的垂直结构。提出了实验特征和理论模拟,并且在实验和理论之间看到了很好的一致性。DLBP系统被用于制造(1)载有细胞的水凝胶微细丝、(2)水凝胶微孔,以及(3)细胞包封的测试和(4)细胞接种。DLBP系统被认为是一种很有前途的生物打印工具。”

研究人员开发用于癌症研究的3D打印活体生物组织的新方法

关于3D打印组织已经做了大量的研究,Kim表示这种工作很重要,因为研究人员对在三维空间生长癌细胞的生物模型的需求非常高。他还表示,活细胞,就像他团队工作中的那种,对于只能在3D环境中看到的生物、化学和机械条件非常敏感。

“这些研究结果显示了组织工程和医学研究的光明未来。我们已经在研究将这项技术应用于癌症研究,”Kim说。

该研究是UBC Okanagan工程学院和化学系交叉学科项目的一部分,并得到加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)和加拿大创新基金会发现基金的支持。Holzman说,这种类型的研究“完全适合于跨学科研究”。

研究人员开发用于癌症研究的3D打印活体生物组织的新方法

Holzman说:“生物组织打印将生物学、化学和微型制造方面的知识应用于健康科学。我认为我们最近在生物组织打印方面的成功来自我们团队的多学科性质。”

UBC Okanagan团队测试了他们的3D打印人造组织是否能够通过构建一种模式来为健康的活细胞提供适当的支持,正如该研究小组所言,“封装了一种常用的乳腺癌细胞系”。

Kim解释说:“具有非常好的细胞特征和高细胞活性的组织模式,充分证明我们的系统具有创建功能性工程组织的真正潜力。我为能为生物医学研究带来什么感到兴奋。”

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