研究

科学家使用廉价3D印刷生物反应器种植人的新态

科学家们来自麻省理工学院(麻省理工学院)和印度理工学院马德拉斯已经开发出一种新型3D印刷的微流体生物反应器,其能够生长自组织人脑组织。

研究人员使用SLA 3D打印和日常牙科树脂,能够创建活性神经细胞培养的器官芯片装置,以及用于在体外条件下生长它们的生物反应器。小组的设置以仅需5美元,当涉及痴呆或自闭症等疾病的疾病方面,该团队的设置可以作为商业文化菜肴的替代品。

“我们的设计成本明显低于传统的培养皿或基于旋转生物反应器的有机培素培养产品,”研究作者Ikram Khan。“此外,芯片可以用蒸馏水洗涤,干燥,高压灭菌,因此可重复使用。”

图像显示普通培养细胞与使用团队的3D印刷生物反应器孵育的图像之间的差异。
使用团队的3D印刷生物反应器(左)生长的神经细胞显示出与在菜肴中培养的那些(右)相比增强的增殖。通过Biomicrof流体学杂志的图像。

优化脑细胞监测

通过在体外环境中培养多能干细胞,可以将它们生长成小型化器官或“有机体”,例如肾脏,心脏或确实脑。这种有机体可以是临床医生的有用药物筛选工具,但他们需要在潜伏的条件下发展,并密切监测它们可能会破坏其发展。

有机体还需要稳定的营养流来生存,但随着时间的推移,他们的核心倾向于被切断和营养不良,损害他们的细胞活力。相比之下,芯片设备越来越多地使科学家能够以更高程度的自由和更可靠的价格点来培养较小的蜂窝体积。

虽然传统上通过软光刻创造了这些微流体系统,但是当涉及到设计灵活性时,多步技术仍然有限。为了解决这个问题,美国 - 印度研究人员因此采用3D打印来生产一种生物反应器,不仅可以简化生产,而是可以关闭,无侵入性的细胞控制。

科学家3D印刷生物反应器的示意图。
科学家们使用3D印刷的生物反应器(图)将干细胞培养到人体Neocortex中。通过Biomicrof流体学杂志的图像。

生长一个人的新皮质

在他们的实验设置中,科学家使用了一个表格2 3D打印机和生物相容性树脂,用内置的“成像井”生产微流体芯片,使其能够长期培养有机体。一旦用Matrigel嵌入式神经电池播种,将器件用透明玻璃盘覆盖并在定制的生物反应器中加热,这使得团队能够密切监测有机体的进展。

每个晴间均齐全,是热敏电阻端口,这意味着药物可以在气密密封过程中通过套管在体外送入。根据汗,球队的小说设置允许“营养室的常量灌注,更密切地模仿生理组织,”保持有机核心营养和最终减少细胞死亡。

在测试期间,科学家们甚至能够将它们的干细胞培养成一个类似于Neocortex的心室,该脑组织负责更高的脑功能。虽然该团队仅监测有机体的进展7天,但他们目睹了细胞活力中的浸渍,并认为他们将来可以长期发展。

目前,研究人员正致力于通过添加阀门和泵来更有效地努力,但在长期内,他们看到其设备在工业药物测试设置中应用,为用户提供了具有成本效益的互动的方法病原体和人脑之间。

'芯片的器官'微流体

通常被称为“芯片的器官”装置,细胞 - 载带微流体系统在解决致命疾病和测试药物功效时具有显着的潜力。研究人员在斯图加特大学罗伯特博世医院例如,目前正在研究一个3D印刷组织平台这可用于模拟癌症肿瘤的进展。

与此相类似,哈佛大学科学家开发了一个功能3D印刷心脏芯片设备,具有自合同和模拟真实器官的电生理学的能力。使用传感器系统,该团队能够密切监测有机体对有毒物质的反应,贷款潜在的药物测试能力。

一个基于的团队大学奥维多·德马德里同时,已经部署了陶瓷3D打印以产生一个血管复制装置。科学家的八面芯片可以通过单一和多功能的多通道微流体平台实现多种不同组织类型的体外发展。

研究人员的调查结果在题为“一种低成本的3D印刷微流体生物反应器和用于活有机体成像的成像室。“该研究由Ikram Khan,Anil Prabhakar,Chloe Belepine,Hayley Tsang,Vincent Pham和Mriganka Sur共同撰写。

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特色图像显示科学家3D印刷生物反应器的原理图。通过Biomicrof流体学杂志的图像。