研究

蒙特利尔研究人员开发了新的基于液滴的细胞生物打印方法

来自蒙特利尔大学已经开发了一种基于点播技术的新方法的细胞生物打印方法。

激光诱导的侧转移或列表利用低能纳米秒激光和微流体动力学定律将喷气活细胞彼此相互交流,从而加在一起堆叠以形成较大的液滴。科学家团队认为,他们的工作可以适应更大的应用,例如3D药物筛查模型和人造组织。

列表过程。图像通过蒙特利尔大学。
列表过程。图片通过蒙特利尔大学。

3D生物打印中的挑战

生物打印是3D打印中更引人注目的领域之一,但现实可能令人失望。它的起步阶段非常重要,整个3D印刷移植器官的前景仍然可能几十年了。

尤其是细胞生物打印与显示长期生物学稳定性的构建生活结构有关。当前有几种不同的方法可以做到这一点,每种方法都有自己的挑战和局限性。研究人员以前曾处理过微分解技术(想象一下缩小的FDM设置),但是这些通常会遇到任何具有生物轴粘度和细胞放置精度的麻烦。

或者,像激光诱导的前进转移(LIFT)这样的技术完全省略了喷嘴,而不是使用聚焦激光束将生物学膜从供体底物推向接收底物。2D生物打印时,Lift取得了一些成功,但是将其扩展到第三维时,遇到了障碍,例如保持薄而均匀的膜。

激光诱导的侧转移

在列表中,具有532nm脉冲波长的低能激光器,在含有生物焦的玻璃微毛细管的远端产生瞬态微气泡。气泡的膨胀弹出一个微射流的细胞,沿垂直于激光器的方向(朝向毛细管的开口)。每个脉冲持续6纳秒,每个脉冲的能量可以在50到150之间变化μJ.

While experimenting with the energy of the laser, the team found that it had a major effect on the size of the deposited bioink droplets. Less energetic bioink jets were sometimes unable to penetrate the receiving substrate, instead of ricocheting back. In rare cases, with very high laser energies, bioink droplets as large as 325 microns were observed to be deposited.

该研究的最后阶段涉及用该方法部分打印人脐静脉(实际上只是几个内皮细胞)。研究人员确定细胞活力的损失几乎为零,印刷文化保持其迁移,增殖和形成细胞之间新连接的能力。鉴于结果,该方法在具有粘度和尺寸适合临床环境的3D生物打印组织构建体中显示出巨大的潜力。

在不同激光能量下的微射流演化。图像通过蒙特利尔大学。
在不同激光能量下的微射流演化。图片通过蒙特利尔大学。

该研究的更多细节可以在标题为“”的论文中找到通过激光诱导的侧转移(列表)的点播细胞生物打印(列表)’。它由Hamid Ebrahimi Orimi,Sayadeh Sara Hosseini Kolkooh,Erika Hooker,Sivakumar Narayanswamy,BrunoLarrivée和Christos Boutopopoulos合着。

Bioprinting can be done with a vast range of materials for a number of different intended applications.一组研究人员名古屋城大学,日本,最近开发了一种新型的3D生物打印药物输送系统,利用鱼明胶。在这种情况下,明胶被用作聚合物水凝胶中的核心成分,该凝胶用于制造装有抗癌药物的可植入贴片。

在其他地方,在Tsinghua University,最近的研究人员3D bioprinted脑样组织结构能够培育神经细胞。将大鼠皮质的一组原代神经细胞整合到印刷结构中,结果表明这些细胞已经形成了能够响应外部刺激的复杂神经回路。

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特色图像显示了不同激光能量的微喷雾剂。图片通过蒙特利尔大学。