Science:人造器官再现奇迹,打印出一颗会跳动的心
2019-08-06 来源:学术经纬
就在不久前,编辑介绍了3D打印器官的一项重磅突破:科学家们造出了包含血管和气道、会“呼吸”的迷你人工肺。该研究登上了顶尖学术期刊《亚博体育》的封面。
而在最新一期《亚博体育》上,生物工程学家们再次突破生物材料的技术障碍,带来一项“激动人心”的新成果。
▲生物打印技术模拟肺组织和复制人类心脏结构,让复杂的“人造器官”正在变成现实(图片来源:参考资料[2])
美国卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的研究人员开发出一种创新的3D生物打印技术,以胶原蛋白为材料,制造出具有更高分辨率、图案可以更复杂的人体器官组织支架。“这种史无前例的方法,使组织工程学领域向3D打印全尺寸成人心脏又迈进了一步。”研究机构的新闻介绍。胶原蛋白是一种十分理想的生物材料。因为这类蛋白质本身就是人体主要的结构蛋白,是细胞外基质的主要成分。它们有足够的机械强度,为细胞和组织成分提供结构空间。Andrew Hudson博士是这项研究的共同一作,用他的话说,“人体几乎每个组织都由胶原蛋白构成”。
▲该研究的负责人Adam Feinberg教授(图片来源:卡耐基梅隆大学)
如何让胶原蛋白保持完整的组织形状,还要达到高分辨率和高保真度?为此,Adam Feinberg教授领衔的研究团队开发了一种新技术,他们将其命名为“新鲜”(FRESH),全称是“悬浮水凝胶的自由可逆式嵌入”(Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels)技术。
▲用胶原蛋白和细胞两种生物墨水打印出人工心室(图片来源:参考资料[1])
Feinberg教授总结说:“我们的研究结果表明,我们能用细胞和胶原蛋白打印出心脏的零件,把它们做成真正具有功能的部件,比如心脏瓣膜或跳动的心室。”
有了这样一种技术,不仅可以用胶原蛋白打印大尺寸的人体器官,研究人员认为,像纤维蛋白、透明质酸、藻酸盐等各种软性生物材料,都可以作为生物墨水用于3D打印。“FRESH技术为组织工程提供了一个适应性强大的平台。”研究人员介绍。
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(责任编辑:xu)
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