使用3D打印开发含有活细胞的骨样结构

AZoM采访了新南威尔士大学的伊曼·鲁哈尼博士。鲁哈尼博士是一个研究团队的成员，该团队开发了一项名为“细胞悬浮陶瓷全向生物打印技术”(COBICS)的技术。这项技术可以让外科医生打印出可以在水中浸泡并在几分钟内硬化的结构，类似于自然骨骼。更具有革命性的是，这种结构含有活细胞，在植入后还会继续生长。

你能给我们的读者简要介绍一下你最近的研究吗?

我们开发了一种技术（杂皮物），使用活细胞在室温下用与天然骨矿物形成相同的化学物质。这些结构是骨组织最准确的模拟。Cobics可以在不需要牺牲的后加工步骤中打印复杂和生物相关的建筑结构，无需牺牲支持材料。欧洲杯足球竞彩

你能给我们的读者提供更多关于这个术语的信息吗细胞悬浮液（烹饪）中的陶瓷全向生物印刷品？

COBICS有两个主要组件。一种化学交联微水凝胶浴，具有优化的屈服应力特性，支持在活细胞存在的陶瓷墨水(第二组分)的打印。这种油墨是一种具有特定配方的磷酸钙糊，可以直接在水环境中使用，而不需要任何后处理步骤，如高温处理，这是现有其他类型陶瓷材料所需要的。欧洲杯足球竞彩

一旦油墨与微凝胶接触，纳米晶化就会在墨水和水凝胶之间的界面处踢出，这进一步将灯丝锁定到位。由于这种油墨能够快速硬化而不会对活细胞对生物细胞产生不利影响，因此可以在活细胞的悬浮液中进行印刷以实现复杂的骨形状，其中细胞整合以形成天然骨组织。

与传统的骨移植程序相比，这种技术可能与传统骨移植程序相比的一些好处是什么？

传统的骨移植，尤其是人工骨，大多是在高温下由陶瓷材料制成的，这使得细胞和生长因子无法结合。欧洲杯足球竞彩此外，由于高温处理，这种移植物的显微结构不像天然骨。

将来，您认为3D打印将在医疗环境中有多重要？

COBICS为在实验室中制造类似自体移植的结构铺平了道路，这大大降低了在临床环境中仅使用患者细胞或其他再生细胞来源从患者身上获取这些移植的风险和缺陷。这也可以实现患者特定的实时骨重建，生物打印机可以直接打印新骨到被切除的空间。

你甚至可以在手术前将病人的干细胞分离出来，以便将其与墨水混合，以改善新骨与手术部位或牙科重建的融合。在另一个例子中，药物可以与墨水结合，随着时间的推移持续释放，以增加自然骨形成，对抗细菌，或影响免疫系统(例如，增强伤口愈合)。

你能告诉我们更多关于这种技术的墨水是如何发展的，以及它在这种技术中的作用吗?

在用COBICS技术打印结构时，油墨起着至关重要的作用。配制油墨的优化过程花了大约2年时间，因为我们必须确保油墨具有几个相互排斥的特性。这些特性包括生物相容性、可打印性、适当的凝固时间、打印后足够的强度和牢固度以及与微凝胶浴接触打印。

由于这项技术仍处于初级阶段，它的下一步发展是什么?

目前我们正在进行一项动物研究，希望能证实我们的假设，即我们的材料中不应该有有害成分。到目前为止，我们在实验室对人类细胞进行的所有测试都证实了高生物相容性。我们计划扩大类骨移植的生产，并在大型动物模型上测试打印的移植的再生特性，然后再进行人体试验和监管批准。如果一切顺利，我们找到外部资金支持，我们乐观地认为这项技术可能在5年内准备好用于临床。

读者在哪里可以找到更多信息？

读者可以在网站上查看全文https://doi.org/10.1002/ADFM.202008216.．

关于伊曼·鲁哈尼医生

2010年至2014年，他在澳大利亚悉尼大学(USYD)的航空航天、机械和机电工程学院学习并获得博士学位。从2016年到2020年,他在生物材料和组织工程领域的国家卫生和医学研究委员会(NHMRC)职业欧洲杯足球竞彩生涯的早期,首先在悉尼大学生物医学工程系的,然后在学校的新南威尔士大学化学(新南威尔士大学)。

Roohani博士对使用生物材料作为骨代替，药物递送和细胞的指导来源感兴趣。欧洲杯足球竞彩更具体地，他的兴趣包括一系列生物陶瓷的合成和发展，包括磷酸钙，了解活细胞和合成基质之间的相互作用，以及将这些材料的应用和概念的应用与临床应用的涂布。欧洲杯足球竞彩

鲁哈尼博士是几项专利产品的发明者，包括COBICs技术。他是60多篇同行评议出版物的作者(h索引23篇)，著作章节和3项专利申请的作者。

研究：https://www.researchgate.net/profile/Iman_Roohani

Twitter:@imanroohani.

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