这是一个古老的医学梦:如果任意类型的组织可能是人工生产的干细胞,然后受伤可以愈合与人体自身的细胞,有一天甚至可能产生人造器官。然而,很难获得细胞成所需的形状。目前已经存在的方法可分为两种不同类别:要么一分之一创建小型组织构件,如圆细胞聚集或扁平细胞表,然后组装,或一个最初创建一个好,多孔支架,然后用细胞培养。这两种方法各有优点和缺点。

你维恩(维也纳),第三种方法已经开发:使用一种特殊的激光3 d打印技术,micro-scaffolds直径小于一毫米的三分之一可以生产,可以容纳成千上万的细胞。这样,高细胞密度从一开始就存在,但仍有灵活适应的形状和结构的力学性能。

脚手架或没有?

“scaffold-based方法已经发展到目前为止有很大的优点:如果你第一次多孔支架,可以精确地定义它的力学性能,”奥利维尔·纪尧姆博士说,目前的研究的主要作者,他正在研究在你团队的维恩教授亚历山大Ovsianikov研究所的材料科学和技术。“脚手架可以根据需要软或硬,它包括生物相容性材料体内降解。他们甚至可以配备特殊的生物分子,促进组织形成的。”

然而,缺点是,很难快速、完全填充这样一个与细胞支架。今天仍然需要大量的手工工作,尽管已经在自动化过程的研究。尤其是大支架,需要很长时间细胞迁移到的内部结构;通常细胞密度仍非常低,不均匀。

情况完全不同,如果没有这样的支架使用。也可以简单的成长小细胞聚集,然后在所需的形状,这样他们最终合并。使用这种技术,细胞的数量从一开始就大,但几乎没有可能介入的过程。例如,它可能发生,细胞球体改变大小或形状和组织最终比所需的不同的属性。

活细胞满足高分辨率的3 d印刷过程

“我们已经成功地结合这两种方法的优点,使用非常高分辨率的3 d打印方法,我们多年来一直在研究在你维恩,”亚历山大Ovsianikov教授说。

这种技术,双光子聚合,使用光敏材料与激光束完全治愈在所需的位置。通过这种方式,结构可以产生一个精度小于1微米的范围内。

现在激光方法用于创建金银丝细工,高度多孔支架的直径不到一毫米的三分之一。这些micro-scaffolds的设计允许快速代细胞内聚集。同时,保护细胞免受外部机械损伤,类似于一个集会司机保护赛车防滚架。

“这些cell-filled支架相对容易处理,可以合并,”亚历山大Ovsianikov解释道。“当他们中的很多人都带进直接接触,可以创建大型组织结构具有高初始细胞密度在很短的时间内。不过,我们可以控制结构的力学性能。”

软骨和骨骼组织作为第一目标

这部小说的基本概念已经提出了详细的组织工程策略研究小组在2018年。现在,第一次,可能表明,该方法实际上工作:“我们能够表明,该方法实际上我们所希望提供的好处,”亚历山大Ovsianikov说。“我们的干细胞用于实验,可诱导产生软骨和骨组织。我们可以显示从邻近的细胞支架单位确实合并实际上形成一个组织。在这一过程中,保留其形状结构。在未来,这些支架单元甚至可以注射用于微创手术。”

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