3D打印的组织和器官没有支架

多年来，工程组织和器官在实验室中取得了不同程度的成功。他们中的许多人使用支架方法，将细胞接种在可生物降解的支持结构上，这提供了所需器官或组织的基本结构。

但支架可能会有问题——最终，它们应该会降解并消失，但与器官成熟度一致的分解时间很棘手，有时降解副产物可能是有毒的。支架还会干扰细胞间连接的发育，而细胞间连接对功能性组织的形成非常重要。

现在，由伊利诺伊大学芝加哥分校的Richard和Loan Hill的生物工程和整形外科教授Eben Alsberg领导的研究小组开发了一种方法，可以使用仅由茎和3D生物组织组成的“墨水”打印细胞，而无需支架。他们在材料杂志上报道了他们的结果。

Alsberg说：“我们的细胞特异性打印平台允许使用临时水凝胶珠浴3D打印细胞，而无需经典支架的支持。

微米大小的水凝胶珠允许3D打印机的喷嘴通过它移动并沉积细胞，对喷嘴移动或细胞喷射的阻力最小。珠子支持细胞，并在打印过程中保持它们的位置和形状。

一旦细胞被打印到水凝胶珠基质中，它们就会暴露在紫外光下，这将珠交联在一起，实际上是将它们冷冻在原位。这使得打印出来的细胞相互连接，成熟并以稳定的结构生长。用于沐浴细胞的培养基可以容易地流过交联的凝胶珠，并且可以根据需要改变，以提供新鲜的营养和处理细胞产生的废物。水凝胶珠可以通过轻轻搅拌除去，或者可以控制它们的降解，留下完整的组织。

“水凝胶珠浴具有独特的性质，可以在复杂的结构中打印出只有细胞的生物聚合物，然后暂时稳定这些只有细胞的结构，从而形成细胞与细胞的连接，”Alsberg说。"利用化学，我们可以调整珠子何时消失."

Alsberg团队使用的细胞是干细胞-那些可以分化成许多其他细胞类型的细胞。他们在水凝胶珠浴中使用干细胞3D打印软骨耳朵和啮齿动物大小的“股骨”。他们打印的细胞可以通过特殊的蛋白质形成稳定的细胞间连接。

“第一次，只有细胞构建物可以以复杂的形式打印出来，由不同的细胞类型组成，没有水凝胶载体或传统的支架，然后可以稳定一天到几周。我们已经证明，这种策略可以用来组织和组装细胞聚集体，形成更大的功能组织，这可能对组织工程或再生医学、药物筛选和发育生物学模型的研究有价值，”Alsberg说。

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