研究人員開發(fā)3D打印的新方法生物組織用于癌癥研究

lydiazhang   2018-03-07 11:09:30

不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)Okanagan校區(qū)是位于不列顛哥倫比亞省美麗的奧肯那根山谷中部的研究中心,并位居世界前20名公立大學(xué)之列。 我們已經(jīng)看到了來自UBC Okanagan的大量創(chuàng)新性3D打印研究,其中大部分工作集中在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

目前,來自該大學(xué)工程學(xué)院和化學(xué)系的研究人員正在研究一種新的3D打印方法,用于生產(chǎn)活體生物組織,這有朝一日可能成為促進(jìn)癌癥研究和組織替代的有用工具。

助理工程教授Keekyoung Kim解釋說:“生物醫(yī)學(xué)工程的最終目標(biāo)之一是重新創(chuàng)造可行的,健康的和活的組織。這些應(yīng)用令人震驚,可能從幫助患有嚴(yán)重?zé)齻蚱鞴偎ソ叩燃膊〉娜说絼?chuàng)造用于研究癌癥等疾病的人造組織。

Kim的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的方法,稱為直接激光生物打?。―LBP),借助廉價(jià)的激光二極管將水凝膠固化成復(fù)雜的交聯(lián)平臺(tái)。

該系統(tǒng)成功地以比目前其他方法可能更精細(xì)的分辨率3D打印人造組織,并且能夠以95%有效性支持活的健康細(xì)胞。這些工程組織足夠強(qiáng)大,可以為活細(xì)胞提供活體結(jié)構(gòu),甚至可以茁壯成長。

研究人員發(fā)表了一篇關(guān)于他們的工作的論文,題為“用于快速細(xì)胞封裝和微孔制造的一種新穎,解決方案很好的直接激光生物打印系統(tǒng)”,在Advanced Healthcare Materials雜志上;合作者包括UBC Okanagan研究生王宗杰和金賢,田振林,化學(xué)教授弗雷德里克梅納德,工程教授喬納森霍爾茲曼和金。

摘要寫道:“這項(xiàng)工作中引入了直接激光生物打?。―LBP)系統(tǒng)。 使用光引發(fā)劑VA-086,DLBP系統(tǒng)在405nm的波長應(yīng)用可見激光誘導(dǎo)的光交聯(lián)。 結(jié)果表明,這樣的系統(tǒng)可以制造具有良好特征(小于50μm)和高細(xì)胞活力(大于95%)的垂直結(jié)構(gòu)。 給出了實(shí)驗(yàn)特征和理論模擬,并且在實(shí)驗(yàn)和理論之間看到了很好的一致性。 DLBP系統(tǒng)被用于制造(1)載有細(xì)胞的水凝膠微細(xì)絲,(2)水凝膠微孔,以及(3)細(xì)胞包封的測試,和(4)細(xì)胞接種。 DLBP系統(tǒng)被認(rèn)為是一種很有前途的生物打印工具?!?/span>

關(guān)于3D打印組織已經(jīng)做了大量的研究,Kim說這種工作很重要,因?yàn)檠芯咳藛T可以在三維空間生長癌細(xì)胞的生物模型的需求非常高。 他還表示,活細(xì)胞,就像他團(tuán)隊(duì)工作中的那種,對于只能在3D環(huán)境中看到的生物,化學(xué)和機(jī)械條件非常敏感。

“這些研究結(jié)果顯示了組織工程和醫(yī)學(xué)研究的光明未來。 我們已經(jīng)在研究將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于癌癥研究”Kim說。

該研究是UBC Okanagan工程學(xué)院和化學(xué)系交叉學(xué)科項(xiàng)目的一部分,并得到加拿大自然科學(xué)和工程研究委員會(huì)(NSERC)和加拿大創(chuàng)新基金會(huì)發(fā)現(xiàn)基金的支持。John R. Evans領(lǐng)導(dǎo)者機(jī)會(huì)基金?;魻柶澛f,這種類型的研究“完全適合于跨學(xué)科研究”。

Holzman說:“生物組織印刷將生物學(xué),化學(xué)和微型制造方面的知識應(yīng)用于健康科學(xué)。我認(rèn)為我們最近在生物組織印刷方面的成功來自我們團(tuán)隊(duì)的多學(xué)科性質(zhì)?!?/span>

UBC Okanagan團(tuán)隊(duì)測試了他們的3D打印人造組織是否能夠通過構(gòu)建一種模式來為健康的活細(xì)胞提供適當(dāng)?shù)闹С?,正如大學(xué)所言,“封裝了一種常用的乳腺癌細(xì)胞系”。

Kim解釋說:“具有非常好的細(xì)胞特征和高細(xì)胞活性的組織模式,充分證明我們的系統(tǒng)具有創(chuàng)建功能性工程組織的真正潛力。我為能為生物醫(yī)學(xué)研究帶來什么感到興奮?!?/span>

延伸閱讀>>>研究疾病通過利用3D噴墨打印機(jī)創(chuàng)作的逼真癌癥環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)移

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