卡内基美隆大学(Carnegie Mellon University;CMU)研究人员开发出FRESH(Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels)技术,能以胶原蛋白为材料,用3D打印血管、瓣膜等心脏组织。FRESH让组织工程领域更接近于能3D打印全尺寸成人心脏。

重磅!美国科学家开发出3D打印人类心脏组织的新技术-肽度TIMEDOO
根据EurekAlert! Science News报道, 尽管3D生物打印已有多年的发展,但直接打印活细胞和软生物材料难度很高。关键障碍之一是在打印过程中支撑柔软和动态的生物材料,以实现复杂3D结构和功能所需的解析度和保真度。

在Feinberg实验室开发的FRESH 3D生物打印技术,能让胶原蛋白逐层沉积在用于支撑的凝胶中,使胶原蛋白在从支撑中取出之前有机会固化。打印完成后,将凝胶从室温加热到体温,就能将凝胶融化,而不会损坏由胶原蛋白及细胞组成的打印结构。

用FRESH 3D打印心脏基于核磁共振成像(MRI)并准确再现患者特异性解剖结构。用人类心肌细胞打印的较小心室显示同步收缩,定向动作电位传播,以及在收缩峰值期间心壁增厚达14%。然而仍有不少挑战,包括生产3D打印较大组织所需的数十亿个细胞,实现制造规模,以及尚未定义的临床转译监管程序。

虽然人类心脏被用于概念验证,但胶原蛋白和其他软生物材料的FRESH打印有可能为各种组织和器官系统建构先进支架的平台。

FRESH最近获颁美国专利,并已授权给3D打印新创公司FluidForm。FluidForm正在透过其首个产品LifeSupport生物打印支持凝胶将FRESH技术商业化,让世界各地的研究人员能取得高效3D生物打印用的胶原蛋白、细胞和各种生物材料。

而包括纤维蛋白、藻酸盐和透明质酸在内的各种软凝胶也能使用FRESH技术进行3D生物打印,从而提供强大且适应性强的组织工程平台。值得一提的是,研究人员还开发了开源设计,几乎任何人,从医学实验室到高中科学课程,都能取得低成本、高性能的3D生物打印机。


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来源:Carnegie Mellon University

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