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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】近日，日本大阪大學(xué)想出一個(gè)新的方法讓生物3D打印墨滴粘在一起，即利用特殊的酶。這介導(dǎo)了水凝膠化過(guò)程，允許在氧化劑過(guò)氧化氫存在下，使添加的聚合物的苯基之間交聯(lián)。
利用特殊酶類 日研發(fā)生物3D打印墨滴附著新方法
生物3D打印技術(shù)正以驚人的速度向前發(fā)展，我們看到全功能器官和其他復(fù)雜的組織從零開始建成，而將其移植到有需要的患者身上只是時(shí)間問(wèn)題。目前，研究人員正在繼續(xù)研究在生物打印過(guò)程的各個(gè)階段仍然需要面對(duì)的一些技術(shù)問(wèn)題。近，大阪的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在這個(gè)領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展，想出一個(gè)新的方式讓生物墨滴粘在一起，那就是利用特殊的酶。
生物3D打印技術(shù)的提高，使各種手術(shù)和再生醫(yī)學(xué)大大受益。迄今為止已經(jīng)證明的有希望的生物打印方法是使用特殊的“生物墨水”，其被擠出以形成用于有機(jī)組織生長(zhǎng)的支架。墨水中充滿干細(xì)胞，其可被誘導(dǎo)以特定方式分化，形成特定類型的組織。然而，平衡墨水的自粘附性與其流速以及與特定細(xì)胞類型的兼容性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
大阪大學(xué)的Shinji Sakai是論文標(biāo)題為“通過(guò)過(guò)氧化物酶介導(dǎo)的交聯(lián)實(shí)現(xiàn)滴落式多材料生物3D打印”的主要作者，并于近發(fā)表在“大分子快速通訊”雜志上。據(jù)Sakai介紹：“打印任何一種組織結(jié)構(gòu)都是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，生物油墨必須具有足夠低的粘度才能流過(guò)噴墨打印機(jī)，而且打印時(shí)還需要迅速形成高粘膠狀的結(jié)構(gòu)。該方法可以滿足這些要求，同時(shí)避免海藻酸鈉，事實(shí)上，我們使用的聚合物提供了用于特定目的的剪裁腳手架材料的優(yōu)異潛力。”
該團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新是使用一種特殊的酶，辣根過(guò)氧化物酶。這介導(dǎo)了水凝膠化過(guò)程，允許在氧化劑過(guò)氧化氫存在下，使添加的聚合物的苯基之間交聯(lián)。該技術(shù)否定了海藻酸鈉的需求，海藻酸鈉是一種有時(shí)會(huì)導(dǎo)致墨水與某些細(xì)胞類型相容問(wèn)題的物質(zhì)。
過(guò)氧化氫的使用在過(guò)去是可以避免的，因?yàn)樗赡軗p害細(xì)胞，但是通過(guò)這種方法，小組確保仔細(xì)地調(diào)整細(xì)胞和過(guò)氧化氫在分開的液滴中的傳遞，以便限制它們的接觸并保持細(xì)胞存活。他們的努力非常成功，通過(guò)這種方式，超過(guò)90%的生物測(cè)試凝膠中的細(xì)胞被證明是可行的。許多復(fù)雜的測(cè)試結(jié)構(gòu)也能夠從不同類型的細(xì)胞中生長(zhǎng)出來(lái)，這就為技術(shù)在更先進(jìn)的過(guò)程中的實(shí)施提供了前進(jìn)的方向。
共同作者M(jìn)akoto Nakamura說(shuō)：“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)的進(jìn)步使我們有可能誘導(dǎo)干細(xì)胞以許多不同的方式分化?，F(xiàn)在我們需要新的支架，所以我們可以打印和支持這些細(xì)胞，以實(shí)現(xiàn)功能組織的全面3D打印。我們的新方法是非常靈活的，應(yīng)該能幫助所有的團(tuán)隊(duì)努力實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。”
(原標(biāo)題：大阪研究員開創(chuàng)了生物3D打印技術(shù)中生物墨水附著的新方法)
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