研究

KAUST科学家为肽的水凝胶开发自动化3D生物监测过程

研究人员阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)基于超短肽制定了一种新的3D印刷水凝胶支架方法。

肽是氨基酸的短链,其形成蛋白质的构建块。研究人员使用超短肽作为其新开发的墨水的基础,其可以是3D印刷以形成含有细胞的水凝胶。

由Kaust Biojineer Charlotte Hauser领导,该团队正在寻求解决3D印刷水凝胶周围形状稳定性的挑战,而无需使用威胁细胞存活的苛刻化学品或紫外线。

KAUST的博士生Hepi Hari Susapto说:“要找到一种细胞友好型生物材料,既能支持细胞的长期存活,又能打印,是一件很有挑战性的事情。”“我们用自组装的超短肽水凝胶制成的生物墨水有效地解决了这一挑战。”

新开发的生物制版技术有可能彻底改变组织工程和再生医学。照片通过KAUST。
新开发的生物制版技术有可能彻底改变组织工程和再生医学。照片通过KAUST。

3 d生物打印进步

3D印刷的电池升起的结构对人体组织和器官移植具有很大的潜力,但是该技术仍处于新生阶段,并且在更广泛采用之前,该技术仍处于生物型开发,限量打印速度和打印分辨率等障碍。对此,在过去的一年中,这一领域在这方面存在重要的发展,这在推进3D生物监测方面表现出承诺。

例如,布法罗大学科学家开发了一个快速的新型生物打印方法这可能带来完全印刷的人体器官更接近现实,以及美国3D打印机OEM三维系统在经历突破后,旨在加速其再生医学活动打印到灌注生物打印平台

最近,来自隆德大学开发了一种新的3D可打印生物链,使其使其能够创造人大小的航空公司支持新的细胞和血管生长。虽然肺组织形成了研究的初始焦点,但是生物链具有适应任何组织或器官型的可能性。

3D印刷肽

首先,KAUST的研究人员利用异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和环己基丙氨酸的不同组合设计了三种缩氨酸,以便制造出可打印的生物墨水。

然后,该团队使用一个三入口喷嘴3D打印他们的水凝胶结构。肽生物墨水进入一个入口,缓冲溶液进入另一个入口,细胞通过第三个入口加入。这种方法使肽墨水逐渐与缓冲液混合,然后与喷嘴出口的细胞结合。一旦墨水从喷嘴喷出,它就会立即凝固,并在其结构中捕获细胞。

该团队印刷水凝胶缸,高达4厘米,以及人类的“鼻子”,所有人都能够保持它们的形状。添加到水凝胶支架中的细胞包括人成纤维细胞,人骨髓间充质干细胞和小鼠脑神经元,其全部存活并在结构内均匀地升高。还鼓励骨髓细胞在印刷的支架内分化为在四周内类似于软骨的弹性组织。

未来,研究人员将进一步改变他们开发的生物墨水的表面化学成分,使其更接近于人体细胞环境。

“我们的下一步是生物打印3D疾病模型和微型器官,用于高通量药物筛选和诊断,”Hauser说。“这将有助于减少寻找更有效和个性化药物的时间和成本。”

有关该研究的进一步信息可以在标题的论文中找到“超短肽生物链支持自动印刷大规模构建体,确保印刷组织构建体的长期存活”发表在纳米字母期刊。本文由H. Susapto,D Alhattab,S. Abdelrahman,Z Khan,S. Alshehri,K.Kahin,R.Ge,M.Moretti,A. Emwas和C. Hauser进行了共同撰写。

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特色的图像显示t他新开发的生生物监测技术有可能彻底改变组织工程和再生医学。照片通过KAUST。