研究

连续获取细胞 - NC状态团队通过超声提高3D生物打印的精度

几乎没有机会,科学家在北卡罗来纳州立大学已经开发了一种在3D生物打印凝胶中排列细胞的方法。通过这种方法,该团队旨在与其生物等效物相比提高人造组织的忠诚度。观点是,这些组织可以用来治疗常见伤害。

北卡罗来纳州州副教授的Rohan Shirwaiker,讨论结果的论文的通讯作者解释说:“我们已经达到了能够通过打印活细胞来创建医疗产品(例如膝盖植入物)的地步。但是,一个挑战是组织印刷的细胞,以使工程组织更紧密地模仿天然组织。”

“我们现在已经开发了一种称为超声辅助生物制造(UAB)的技术,该技术使我们能够在生物打印过程中将细胞排列在三维基质中。”

超声辅助生物制造

NC国家研究人员使用BioSemblybot直接墨水写作(DIW)3D Bioprointer开发了UAB方法。由...提供Advanced Solutions Inc.BioSemblybot由6轴机器人组供电。

生物填料的打印头。通过Advanced Solutions Inc.的照片。
生物填料的打印头。通过Advanced Solutions Inc.的照片。

在印刷床内,北卡罗来纳州立大学团队安装了一个超声室。通过反射床上的超声波,该腔室产生了能够与活细胞相互作用的“站立超声波”。作为一种无形的线向导,或者依据,波浪将细胞将细胞对齐成行。通过控制波的频率和振幅,可以精确控制细胞排列以制定特定的模式和方向。

在概念证明实验中,团队成功创建了一个膝盖弯面使用他们的UAB方法。这需要沿着拉伸载荷方向良好对齐的细胞的弯曲组织。

Shirwaiker说:“我们能够控制细胞在整个组织中逐层打印时的对齐。”

在进一步的实验中,他补充说:“我们还表明了以对其他骨科软组织(例如韧带和肌腱)特别重要的方式对齐细胞的能力。”

NC State的概念验证3D印刷弯月面。通过NC状态照片
NC State的概念验证3D印刷弯板。通过NC状态照片

专利申请中

NC State方法的优点之一是,它使用现成的超声技术以一次性成本购买。此外,尽管在DIW的最新研究中得到了证明,Shirwaiker认为“ UAB技术可以与大多数现有的生物构图技术结合使用。”该团队现在拥有UAB技术的专利申请,并正在寻求行业合作伙伴将其纳入商业用途。

一篇完整的论文讨论了该方法的实验,标题为“超声辅助生物制造和优先排列的三维细胞构建体的生物打印,”发表在生物制造杂志。它由Parth Chansoria,Lokesh Karthik Narayanan,Karl Schuchard和Rohan A Shirwaiker。

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特色图片显示了NC State的概念验证3D印刷弯面条。通过NC状态照片

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