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研究员开发出可帮助生物3D打印软组织的流体凝胶

导读: 最近,位于英国哈德斯菲尔德大学的研究小组在生物3D打印领域取得了重大的突破。该团队开发了一种特殊的流体凝胶,可用作悬浮生物材料的介质。这是所使用的粘度水平极低的聚合物生物打印材料,可解决科学家尝试复制软组织的常见问题。

最近,位于英国哈德斯菲尔德大学的研究小组在生物3D打印领域取得了重大的突破。该团队开发了一种特殊的流体凝胶,可用作悬浮生物材料的介质。这是所使用的粘度水平极低的聚合物生物打印材料,可解决科学家尝试复制软组织的常见问题。

研究员开发出可帮助生物3D打印软组织的流体凝胶

生物3D打印通过在特定结构中铺设生物材料层来工作,然后将其用作有机组织形成的支架。该方法对于骨折、肌肉创伤和其他组织损伤的治疗具有巨大的潜力,因为它能够从详细的数字设计中人工定向生长组织,并具有有机基础,可以防止任何与生物相容性有关的问题。然而,使用该技术打印较软的组织迄今受到限制,因为生物聚合物的液体样纹理意味着打印结构不稳定。

哈德斯菲尔德大学应用科学学院生物聚合物材料的Alan Smith博士说:“用粘度非常低的材料,当你打印第一层时,它会在其自身重量下崩溃并且不能保持其形状,并不会整合它的下一层。”

研究员开发出可帮助生物3D打印软组织的流体凝胶

现在,Smith博士与他的博士生Samuel Moxon博士和伯明翰大学的同事一起,想出了一种更有效的生物3D打印软组织的方法。这些生物组织的第一层将被悬浮在研究人员制造的粘性凝胶中,而不必独立平放在打印平台上。这保持了它的稳定性并且使得随后的层被添加直到建立结构。凝胶的功能与胚胎首先发育的粘性羊水相似。一旦结构完成,流体凝胶就可以很容易地被冲走,而不会对组织造成任何损害。

该大学购买了一台最先进的生物3D打印机,以帮助进一步开展这项研究,现在它可以继续大量不同的应用。该小组对暂停制造技术进行了成功的概念验证,这一概念发表在“高级材料”杂志上,题为“生物结构的悬浮制造”的文章中。本文详细描述了可用于生产软骨栓塞的组织支架的创建,以修复软骨缺损。

该团队正在尝试将该方法整合到更先进的组织工程研究中。他们目前正在研究使用各种不同的聚合物材料,以生产能够在相对较短时间内进行临床试验的结构。

研究员开发出可帮助生物3D打印软组织的流体凝胶

一个重点领域是利用干细胞,以扩大其方法的应用范围。根据它们周围环境的刺激,干细胞的发育是不同的,因此它们可以成为骨细胞、脂肪细胞、肌细胞或任何其他类型的细胞,具体取决于它们的环境。将干细胞与团队的流体凝胶悬液方法结合使用,可以开发出一种基本方法来打印分级的不同类型的生物材料,从非常软到非常硬的结构。

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