日本科學家無支架生物3D列印氣管 | 成功移植到大鼠

日本佐賀大學和長崎大學的研究人員使用Cyfuse Biomedical Regenova 3D生物印表機進行無支架氣管再生. 9隻大鼠氣管移植成功.

當試圖生物工程學新氣管或氣道器官時, 穩定性是關鍵. 想想這樣: 如果一個移植的, 生物3D列印的耳朵崩潰, 移植接收者是一個問題, 但不是一個威脅生命的耳朵. 但是, 如果一個3D列印的氣管癱瘓, 病人會很麻煩, 因為他們失去了呼吸的能力.

科學家在如何確保氣管穩定方面存在不同意見: 一些生物工程師認為支架是製造人造氣道器官的最佳方法, 但是這種方法可能會帶來問題和局限性. 這就是為什麼由佐賀大學的Koichi Nakayama領導的一個研究小組, 曾經在中山實驗室進行過大鼠肝臟組織的三維列印研究, 他們使用3D生物印表機製作無支架人造氣管. 研究人員說, 他們的3D列印氣管足夠強大, 以防止崩潰, 並測試了老鼠的結構來證明這一點.

Nakayama與長崎大學的許多研究人員合作, 希望開展一項研究, 以開發一種新的無腳手架方法來建立人造氣管, 使用一些最先進的3D生物列印技術. 在這項研究中, 研究小組在自交系動物模型中製造了由孤立細胞產生的不含腳手架的氣管樣移植物.

儘管Nakayama已經承認研究的預算很低, 但研究人員卻擁有一個令人印象深刻的生物印表機器: Cyfuse Biomedical的Regenova生物印表機. Regenova在使用 'Kenzan方法' 方面是獨一無二的, 這種方法有點奇怪, 將細胞簇的球狀體分散到鋒利的尖峰上以保持其位置. 這可能是世界上最先進的烤肉串!

日本研究人員將Regenova交付給F344實驗鼠, 收集軟骨細胞和間充質幹細胞, 分別購買大鼠肺微血管內皮細胞. 然後, 使用Regenova 3D生物印表機, 研究人員能夠使用前述的偏斜過程3D列印微小的人造氣管, 讓結構在生物反應器中成熟以確保細胞生長.

在這令人難以置信的生物列印過程中, Cyfuse Biomedical印表機將球狀體放置在長度為每邊3.2毫米的9×9針陣列中. 每根不鏽鋼針的外徑為0.17毫米, 每根針之間的距離為0.4毫米. 細胞球體由96孔板的機器人控制的25號噴嘴吸入. 總共使用384個球狀體來產生管狀3D列印的氣管.

一旦完全成熟, 將3D列印的無支架氣管作為氣管移植物移植到F344大鼠中, 每隻動物在全身麻醉下進行. 然後, 一旦植入, 測量人造氣管的機械強度, 進行組織學和免疫組織化學檢查.

實驗中總共使用了9隻大鼠, 在移植生物列印的氣管之後的每一天都仔細檢查了23天. 在檢查過程中, 研究人員發現3D列印的氣管在用矽膠支架輔助移植時足夠堅固, 用於防止人造氣管的塌陷, 並支撐移植物, 直到有足夠的血液供應. 組織學觀察軟骨形成和血管發生.

儘管兩個實驗室老鼠由於氣管分泌物的滯留而經曆了 '喘息' , 但是這些研究人員說他們的生物列印的氣管是一個巨大的成功. 這樣的後果呢? 3D列印似乎是為大鼠建立人造氣管替代物的有效手段. 它能為人類做同樣的事嗎? 時間會證明.

來源: 中國3D列印網

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