韩国研究员开发出治疗缺血性血管病变的可3D打印混合生物油墨

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3D虎 2017-09-08 07:17:58 3956
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最近,韩国一组研究团队成功地创建了一种新型的混合生物油墨,可用于创建对各种基于血液循环的条件的治疗至关重要的3D打印结构。据悉,该研究团队由浦项科技大学和釜山国立大学的Young Joon Hong…

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  最近,韩国一组研究团队成功地创建了一种新型的混合生物油墨,可用于创建对各种基于血液循环的条件的治疗至关重要的3D打印结构。据悉,该研究团队由浦项科技大学和釜山国立大学的Young Joon Hong、Sang-Mo Kwon和Dong-Woo Cho领导。此项研究将加速生物3D打印技术的发展。


韩国研究员开发出治疗缺血性血管病变的可3D打印混合生物油墨


  众所周知,当由于阻塞或血管损伤而限制血液循环时,这种有限的血液供应可能会导致受影响的器官和组织的进一步损伤。这种称为局部缺血的情况,导致许多疾病,并以多种不同的方式影响患者,但目前的治疗方式仍然相对有限。经常应用基于细胞的疗法,具有不同程度的成功。


  缺血性问题的细胞治疗已经利用了内皮祖细胞(EPCs),以刺激新血管形成。这样做的问题是缺血部位通常对EPCs是敌对的,由于营养不良,限制了它们因氧化应激、炎症和活性氧的存在而分化自身的能力。


  通过使用所谓的去细胞化的细胞外基质(dECM)来提出这个问题的解决方案。这些基本上是不同有机组织的骨架,细胞被去除。由于其组成,结构和生物力学性质,它们非常适合于鼓励新环境中细胞的存活和增殖。


韩国研究员开发出治疗缺血性血管病变的可3D打印混合生物油墨


  以前的研究已经使用来自各种不同组织的dECM来开发可3D打印的生物油墨。然后,这些生物油墨被成功地用于促进组织功能和细胞活性。来自韩国的研究人员想看看基于血管性dECM的墨水是否可以同样用于治疗由缺血引起的血管问题。他们通过将猪主动脉组织的血管dECM与藻酸钠水凝胶混合制成混合生物油墨,藻酸钠水凝胶是组成可3D打印生物油墨的关键元素。


  然后,该团队使用这种混合生物油墨和3D同轴电池打印方法来生产生物血管(BBV)。3D打印技术的易于扩展性意味着他们能够创建一系列不同尺寸的BBV以进行测试。3D打印系统专为研究人员的任务而设计,并使用市售的同轴挤出喷嘴。当打印完成后,将容器在37摄氏度下孵育30分钟,这导致水凝胶溶解并留下中空结构。


韩国研究员开发出治疗缺血性血管病变的可3D打印混合生物油墨


  在体外测试这些空心BBV管,定期测量细胞活性。他们发现这能够成功地促进EPCs的生存能力、增殖和分化。当与I型胶原蛋白相比时,用于类似目的的更基本的材料是本实验中的控制元件,结果非常优越。


韩国研究员开发出治疗缺血性血管病变的可3D打印混合生物油墨


  此外,研究人员还在实验室小鼠中测试了3D打印的BBV,其后肢经历了缺血的影响。发现植入接近受影响血管的BBV能促进快速恢复。如在测试前预测的那样,它们作为血管移植物的形式,以及提供能够将EPCs发育成功能性血管组织的环境的药物递送系统。


  研究人员预测了这一有希望的研究的一些应用,其研究结果发表在“高级功能材料”杂志上。潜在的新途径现在在混合生物油墨的帮助下开始探索,包括从缺血性疾病的再生,受伤的血管的更换,血管化的组织/器官的直接建立,以及血管模型和生物芯片的构建。


延伸阅读:《探讨:3D打印血管提供测试药物的新可能性


(来源:3D虎) 关键词: 3D打印血管 3D打印 3D打印技术
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