我们可以3D打印肌腱了

科技工作者之家 2018-10-15

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▲3D打印肌腱和韧带的荧光图像。

随着技术的发展,我们可以3D打印雕塑、机械零件、假肢,甚至枪支和食物。犹他大学的一组生物医学工程师开发出一种可以3D打印韧带和肌腱这样的人体组织的方法,韧带、肌腱严重受损或椎间盘破裂的患者可以简单地将打印出来的替换组织植入受损区域,改善康复情况。论文于近日发表于《组织工程杂志》。

目前,患者的替换组织可以从自身的另一部分或尸体上采集,质量难以保证。而脊椎间盘是一种复杂的结构,必须再造骨界面才能成功移植,新研发的3D打印技术可以解决这些问题。“这项技术解决了来源问题。病人通过接受替代组织,可以免去额外的手术,也无需从其他部位获取组织进行移植。”共同作者、犹他大学生物医学工程助理教授Robby Bowles说。

研究人员花了两年时间研究这种3D打印技术,包括从病人自体脂肪中提取干细胞,并将其打印在一层水凝胶上,形成肌腱或韧带,在培养皿中培养,最后植入体内。这是一个极其复杂的过程,因为结缔组织是由复杂模式的不同种类的细胞组成的。例如,组成肌腱或韧带的细胞必须逐渐转移到骨细胞上,这样组织才可以附着在骨骼上。

为了可控地将细胞放在合适的地方,创造出之前的技术无法实现的细胞组织和模式,Bowles团队与研发医学专用微流体设备的盐湖城Carterra公司进行了合作。研究人员使用来自Carterra的、通常用于打印癌症筛选抗体的3D打印机,并开发了一种特殊的打印头,从而以可控的方式放置人体细胞。为了证明这一概念,研究小组打印出了荧光标记的细胞,看到了最终的3D打印产品(上图)。

专门研究肌肉骨骼的Bowles说,这项技术目前是为制造韧带、肌腱和脊椎间盘而设计的,但它确实可以用于任何类型的组织工程应用,比如整个器官的3D打印,这也是研究人员多年来的目标。而且新开发的打印头技术也适用于任何类型的3D打印机。

科界原创  

编译:花花 

审稿:alone  

责编:张梦

期刊来源:《组织工程杂志》

期刊编号:2041-7314

原文链接:

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181010105531.htm

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