3d打印的鼻子支架。图片来源:华盛顿州立大学
通过模仿人体组织的特性，研究人员已经能够为工程组织创造一种支架，这可能会给医学带来革命性的变化。
随着令人印象深刻的3D打印技术的发展，组织置换领域在过去几年里有了显著的改善，这种技术可以帮助患者从疾病或损伤中康复。科学家现在可以打印复杂、多孔和个性化的结构。他们希望有一天这种技术可以扩展到允许医生和医疗团队根据病人的需要打印定制的组织。
不幸的是，这个过程还不完美。大自然极其复杂，模仿它并非易事。生物工程师面临的挑战之一是，真正的组织，如皮肤，生长在具有类似性质的组织“支架”上。这意味着肌肉细胞成功地在感觉像肌肉的支架上生长，而皮肤细胞“更喜欢”在像皮肤的支架上生长。
然而，Arda Gozen教授和他的团队可能已经找到了这个挑战的解决方案。Gozen与包括华盛顿州立大学(WSU)机械与材料工程学院副教授Joan Berry和George Berry在内的研究团队一起开发了一种脚手架材料，这种材料可以调整，以适应在其上生长的工程组织的需要。欧洲杯足球竞彩
这种方法在制造功能性组织方面的成功很大程度上取决于所制造的结构是否能很好地模拟天然组织。如果你想培养细胞并将它们转变成有功能的组织，你需要与原生组织的机械环境相匹配。
Arda Gozen教授，华盛顿州立大学机械与材料工程学院副教授欧洲杯足球竞彩
该团队进行的这项研究，还包括来自德克萨斯大学圣安东尼奥分校(USTA)和化学工程与生物工程学院(MSU)的科学家，被记录在一篇发表在《科学》杂志上的新论文中生物打印¹。
创造一个天然的组织支架
当然，随着生物工程的不断进步，Gozen和他的团队并不是第一个试图模仿自然支架来生长工程组织的人。
以往个性化支架的尝试往往是通过增加或移除支撑桁架来加强或软化其结构。到目前为止，这种方法的问题是，它是一个太简单的方法来解决如此多样化和复杂的问题，因为它缺乏“微调”支架的能力。
“我们没有太多的麻烦要处理，”Gozen说，这种方法缺乏复杂性。“你需要更多的自由度——在不改变结构的情况下创造出更软或更硬的东西。”
为了为工程组织构建一个成功的支架，Gozen和他的团队开发了一种新的生物材料，它可以从喷嘴中喷射出来，一层一层地构建，创造出一个复杂的支架。欧洲杯足球竞彩这种性质的材料被称为生物墨水，可以由多种物质制成，包括胶原蛋白、明胶、甲基丙烯酰和聚乙二醇。
该团队的生物墨水由明胶、阿拉伯胶和海藻酸钠组成，这些成分听起来可能很熟悉，因为它们都是加工食品中常见的增稠剂。
这并不是团队创建的过程中唯一独特的元素。脚手架的组装方式也很特别。
最后进行微调
该团队用于制作脚手架的过程与普通绳索的制作方法类似。研究人员使用了三种不同的化学过程将它们的成分链缠绕在一起，形成一个支架。
使用三种不同工艺的好处是，它们可以进行调整，使合成的支架具有可调节的特性——根据生长在其上的组织的要求，使其变得更硬或更软——而不会对其进行太大的改变，使细胞无法在其上生长。
这给了你在不改变支架设计的情况下调整属性的能力，并给了你我们正在寻求的额外的自由度。
教授阿尔Gozen
研究的下一步将是改变生物墨水的成分和三种组成它的材料，从而完善打印过程和最终产品。欧洲杯足球竞彩
这个项目还处于早期阶段，但Gozen希望它能让医生最终能够在3D打印机上按下一个按钮，为患者定制皮肤、软骨或肌肉组织。
“你不是在组装乐高。它总是关于复制与身体合作的自然，”Gozen总结道。“你可以制造出生命结构，但它们看起来一点也不像天然组织。精度是关键，因为对于一块组织来说，没有单一的力学性能指标。”
参考文献
1.Gozen。一个,Amr。米,堤坝。我。,等,[2021]，“3D打印，机械可调，复合海藻酸钠、明胶和阿拉伯胶(SA-GEL-GA)支架，”生物打印,［https://doi.org/10.1016/j.bprint.2021.e00133］
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