科学家使用新型墨水对活细胞进行3D打印“骨骼”

在UNSW科学家表明他们可以打印包含活细胞的类骨结构之后，有一天3D打印机可能成为手术室的永久固定装置。

悉尼新南威尔士大学的科学家已经开发出一种陶瓷基墨水，这种墨水可以在将来使外科医生对3D打印骨骼部分以及活细胞进行修复，这些活细胞可以用于修复受损的骨骼组织。

科学家使用3D打印机部署了由磷酸钙制成的特殊墨水，科学家开发了一种新技术，称为细胞悬浮液中的陶瓷全向生物打印（COBICS），使他们能够打印出在一定时间内硬化的骨状结构。分钟放在水中。

新南威尔士大学化学学院的Iman Roohani博士说，虽然3D打印仿骨结构的想法并不新鲜，但这是第一次在室温下创建这种材料-充满活细胞-并且没有刺激性的化学物质或辐射。 。

他说：“这是一项独特的技术，可以产生紧密模仿骨骼组织的结构。”

“它可以用于需要就地修复骨缺损（例如由外伤，癌症或切除的大块组织引起的缺损）的临床应用中。”

与Roohani博士共同开发了突破性技术的克里斯托弗·基利安（Kristopher Kilian）副教授表示，活细胞可以成为3D打印结构的一部分以及其便携性这一事实，使其在当前最先进的技术上取得了巨大进步。 。

他说，到目前为止，要制造一块可以修复病人骨组织的骨样材料，首先要进入实验室，使用高温炉和有毒化学物质来制造结构。

Kilian教授说：“这产生了一种干燥的材料，然后将其带入临床环境或实验室，在那里他们进行大量洗涤，然后向其中添加活细胞。”

“我们技术的妙处在于，您可以将其直接挤出到有细胞的地方，例如患者骨骼中的空腔。我们可以直接进入有细胞，血管和脂肪的骨骼，并在该区域打印出已经包含活细胞的骨样结构。”

在最近发表于《高级功能材料》上的一篇研究论文中，作者描述了他们如何在具有活细胞的微凝胶基质中开发特殊墨水。

Roohani博士说：“油墨通过在水性环境中对其成分进行局部纳米结晶，从而利用定型机制，将无机油墨转化为机械互锁的骨磷灰石纳米晶体。”

“换句话说，它形成的结构在化学上类似于骨骼构造块。油墨的配制方式使得该转化在生物环境中快速，无毒，并且仅在油墨暴露于体液时才开始转化，从而为最终用户（例如外科医生）提供了充足的工作时间。 ”

他说，将墨水与含有活细胞的胶原蛋白混合后，就可以在原位制造骨骼状组织，这种骨状组织可能适用于骨骼组织工程应用，疾病建模，药物筛选以及骨骼和骨骼的原位重建。骨软骨缺损。

外科医生和医疗技术制造商已经引起了人们的浓厚兴趣。 A /教授Kilian认为，在初期阶段，这种新的骨骼打印过程可能会开辟治疗和修复骨骼组织的全新方法。

“这种进步确实为我们认为可以证明具有变革性的众多机会铺平了道路-从在实验室中使用墨水在骨骼中进行疾病建模，作为牙齿修复的生物活性材料，到指导患者的骨骼重建，” A说。 /教授基利安

“我想象有一天，需要骨移植的患者可以走进诊所，对他们的骨骼解剖结构进行成像，然后转换为3D打印机，然后用自己的细胞直接打印到空腔中。

“这有可能从根本上改变当前的做法，减少患者的痛苦并最终挽救生命。”

下一步，二人组将在动物模型中进行体内测试，以查看在植入现有骨组织后，骨样结构中的活细胞是否继续生长。