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工程师开发3D打印细胞的方法以产生肌腱和韧带组织
2018-10-12浏览量:89评论数:
犹他大学(University of Utah)的一个生物医学工程师团队开发了一种3D打印细胞的方法,利用改良的3D打印机和从脂肪组织中提取的干细胞,制造出韧带和肌腱等人体组织。

根据一篇发表在《组织工程杂志》C部分:方法》上的新论文,遭受肌腱、韧带或椎间盘破裂之苦的人可以简单地将新的替换组织打印出来并最终植入受损区域。



目前,病人的替换组织可以从病人身体的其他部位获取,有时也可以从尸体上获取,但质量可能较差。这种3D打印技术可以解决这些问题。

“它将允许患者在没有额外手术的情况下接受替代组织,而无需从其他部位收集组织,这些组织有其自身的问题来源,”犹他大学生物医学工程助理教授罗比鲍尔斯说,他与前U生物医学工程硕士生David Ede共同撰写了该论文。

经过两年研究的3D打印方法涉及从患者的脂肪组织中取出干细胞并将其打印在水凝胶表面上,形成肌腱或韧带,然后在植入之前在体外培养。但这是一个极其复杂的过程因为这种结缔组织是由不同细胞组成的复杂模式。例如,组成肌腱或韧带的细胞必须逐渐转移到骨细胞,这样组织才能附着在骨头上。

鲍尔斯和他的团队与位于盐湖城的Carterra公司合作,Carterra公司生产用于医学的微流体设备,为3D打印机开发了一种特殊的打印头,这种打印头可以按照人体细胞所需的控制方式放置。如下图示,细胞通过打印机的微流体通道,停留在水凝胶表面。



鲍尔斯在谈到打印过程时说:“这是一种非常可控的技术,可以创建以前技术无法创建的模式和细胞组织。”“它允许我们非常明确地把细胞放在我们想要的地方。”

为了证明这一概念,研究小组打印出了能发出荧光的转基因细胞,这样他们就能看到它们是如何被打印出来的。

鲍尔斯说,这项技术目前被设计用于制造韧带、肌腱和椎间盘,但“它实际上可以用于任何类型的组织工程应用,甚至整个器官,”他说。打印头中的技术可以适用于任何类型的3D打印机。

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