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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】日前，韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)和釜山國立大學(xué)創(chuàng)建了一種新型的混合生物油墨，可用于創(chuàng)建對(duì)各種基于血液循環(huán)的條件的治療至關(guān)重要的3D打印結(jié)構(gòu)。這些生物油墨被成功地用于促進(jìn)組織功能和細(xì)胞活性。
近，韓國一組研究團(tuán)隊(duì)成功地創(chuàng)建了一種新型的混合生物油墨，可用于創(chuàng)建對(duì)各種基于血液循環(huán)的條件的治療至關(guān)重要的3D打印結(jié)構(gòu)。據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)由浦項(xiàng)科技大學(xué)和釜山國立大學(xué)的Young Joon Hong、Sang-Mo Kwon和Dong-Woo Cho領(lǐng)導(dǎo)。此項(xiàng)研究將加速生物3D打印技術(shù)的發(fā)展。
眾所周知，當(dāng)由于阻塞或血管損傷而限制血液循環(huán)時(shí)，這種有限的血液供應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致受影響的器官和組織的進(jìn)一步損傷。這種稱為局部缺血的情況，導(dǎo)致許多疾病，并以多種不同的方式影響患者，但目前的治療方式仍然相對(duì)有限。經(jīng)常應(yīng)用基于細(xì)胞的療法，具有不同程度的成功。
缺血性問題的細(xì)胞治療已經(jīng)利用了內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)，以刺激新血管形成。這樣做的問題是缺血部位通常對(duì)EPCs是敵對(duì)的，由于營養(yǎng)不良，限制了它們因氧化應(yīng)激、炎癥和活性氧的存在而分化自身的能力。
通過使用所謂的去細(xì)胞化的細(xì)胞外基質(zhì)(dECM)來提出這個(gè)問題的解決方案。這些基本上是不同有機(jī)組織的骨架，細(xì)胞被去除。由于其組成，結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)性質(zhì)，它們非常適合于鼓勵(lì)新環(huán)境中細(xì)胞的存活和增殖。
以前的研究已經(jīng)使用來自各種不同組織的dECM來開發(fā)可3D打印的生物油墨。然后，這些生物油墨被成功地用于促進(jìn)組織功能和細(xì)胞活性。來自韓國的研究人員想看看基于血管性dECM的墨水是否可以同樣用于治療由缺血引起的血管問題。他們通過將豬主動(dòng)脈組織的血管dECM與藻酸鈉水凝膠混合制成混合生物油墨，藻酸鈉水凝膠是組成可3D打印生物油墨的關(guān)鍵元素。
然后，該團(tuán)隊(duì)使用這種混合生物油墨和3D同軸電池打印方法來生產(chǎn)生物血管(BBV)。3D打印技術(shù)的易于擴(kuò)展性意味著他們能夠創(chuàng)建一系列不同尺寸的BBV以進(jìn)行測(cè)試。3D打印系統(tǒng)專為研究人員的任務(wù)而設(shè)計(jì)，并使用市售的同軸擠出噴嘴。當(dāng)打印完成后，將容器在37攝氏度下孵育30分鐘，這導(dǎo)致水凝膠溶解并留下中空結(jié)構(gòu)。
在體外測(cè)試這些空心BBV管，定期測(cè)量細(xì)胞活性。他們發(fā)現(xiàn)這能夠成功地促進(jìn)EPCs的生存能力、增殖和分化。當(dāng)與I型膠原蛋白相比時(shí)，用于類似目的的更基本的材料是本實(shí)驗(yàn)中的控制元件，結(jié)果非常優(yōu)越。
此外，研究人員還在實(shí)驗(yàn)室小鼠中測(cè)試了3D打印的BBV，其后肢經(jīng)歷了缺血的影響。發(fā)現(xiàn)植入接近受影響血管的BBV能促進(jìn)快速恢復(fù)。如在測(cè)試前預(yù)測(cè)的那樣，它們作為血管移植物的形式，以及提供能夠?qū)PCs發(fā)育成功能性血管組織的環(huán)境的藥物遞送系統(tǒng)。
研究人員預(yù)測(cè)了這一有希望的研究的一些應(yīng)用，其研究結(jié)果發(fā)表在“功能材料”雜志上。潛在的新途徑現(xiàn)在在混合生物油墨的幫助下開始探索，包括從缺血性疾病的再生，受傷的血管的更換，血管化的組織/器官的直接建立，以及血管模型和生物芯片的構(gòu)建。
(原標(biāo)題：韓國研究員開發(fā)出治療缺血性血管病變的可3D打印混合生物油墨)
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