细胞群集超声波被用于更好地生物3D打印

2019-04-13 09:10

我们最近听说过如何将活细胞与聚合物凝胶结合起来，然后将混合物进行3D打印，以创建用于移植或实验的生物组织。由于采用了新的超声技术，这种材料很快就会变得更像真实的东西。

在天然生物组织中，细胞以不同的方向排列。然而，到目前为止，大多数生物打印组织并非如此。由北卡罗来纳州立大学的Rohan Shirwaiker副教授领导的研究团队最近开始改变这种状况。他们研发出一种称为超声辅助生物制造（UAB）的技术。

该系统包括一个腔室，其中生物打印机沉积含有活细胞的材料层。当它这样做时，超声波从腔室的一侧传播到另一侧，然后沿着它们来的方向反射回来。这产生了驻波超声波，其中发射的和反射的波相遇。

附近的细胞沿着每个波浪的长度被“群集”，最终变成一排。通过调整诸如频率和幅度的超声参数，可以改变每行中的细胞对齐的方式。虽然这可能导致生物打印的组织更像真实的组织，但某些超声参数也可能导致细胞死亡。为此，团队已经创建了计算机模型，用于预测给定参数集的结果。

在UAB系统的演示中，研究人员对人体半月板进行了生物打印，半月板损伤后愈合非常缓慢。打印半月板内的细胞以半月弧排列，与自然半月板的情况一样。

Shirwaiker说道：“我们能够控制细胞在整个组织中逐层打印时的排列。我们还展示了以对其他整形外科软组织（如韧带和肌腱）特别重要的方式排列细胞的能力。”

该大学现在正在寻找行业合作伙伴来帮助将该技术商业化。据报道，一旦可用，它应该使用起来相当便宜，大部分成本最初都会添加到现有的生物打印系统中。

研究人员最近在《Biofabrication》杂志上发表了一篇关于该研究的论文。

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