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cyqdesign

2015-12-18 13:14

科學(xué)家利用新技術(shù)3D打印出微器官

3D打印機(jī)再也不是僅僅能制造一些塑料小玩意兒了——科學(xué)家稱裝填胚胎干細(xì)胞的3D打印結(jié)構(gòu)將來可能幫助醫(yī)生制造器官移植病人所需的微器官。來自人類胚胎的胚胎干細(xì)胞可以發(fā)育成各種人體細(xì)胞，如腦細(xì)胞、心臟細(xì)胞和骨細(xì)胞。因此它們很適合用于再生醫(yī)學(xué)——修復(fù)或代替受損的細(xì)胞、組織、器官。 {-:4O\/
科學(xué)家通常用各種生物因素誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成特定的組織形態(tài)——這一過程稱為分化。這一過程開始時細(xì)胞形成名為胚體的球狀團(tuán)塊，胚體是模仿胚胎發(fā)育早期的一種活性形態(tài)。 iDyMWlV

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現(xiàn)有研究表明胚胎干細(xì)胞生長的最佳條件不是平平的培養(yǎng)皿，而是模擬人體的3D環(huán)境。最近，科學(xué)家發(fā)展了一種胚胎干細(xì)胞3D打印機(jī)。3D打印機(jī)沉積材料層，就像普通打印機(jī)噴墨一樣，只是它能在一層材料上堆疊另一層材料，搭建3D物體。
過去，胚胎干細(xì)胞3D打印機(jī)只能制造平面排列或簡單的堆積，這被稱為細(xì)胞“石筍”。如今，研究者聲稱他們首次開發(fā)出能夠打印3D結(jié)構(gòu)的方法，用以裝填胚胎干細(xì)胞。
合作研究者Wei Sun目前是北京清華大學(xué)（Tsinghua University）和費(fèi)城德雷塞爾大學(xué)（Drexel University）的機(jī)械工程教授，他告訴LiveScience：“我們可以在可控條件下用3D打印技術(shù)制造胚體，生產(chǎn)一模一樣的胚胎干細(xì)胞模塊。”
Sun補(bǔ)充道：“理論上這些模塊可以像樂高積木一樣搭建組織甚至微器官。”
實(shí)驗(yàn)中，研究者同時還用水凝膠打印了小鼠胚胎干細(xì)胞，這種材料與軟性隱形眼鏡的材料屬同類。由于胚胎干細(xì)胞比較脆弱，科學(xué)家必須就可能保護(hù)它們——例如，找到最適宜的溫度及增大打印噴嘴。
根據(jù)最新研究，90%的細(xì)胞能夠在打印過程中存活下來。研究者稱這些細(xì)胞會在水凝膠支架中增殖成胚體，還會分泌健康胚胎干細(xì)胞才會分泌的蛋白。科學(xué)家還能將水凝膠溶解獲得胚體。
胚體的尺寸和單分散性會強(qiáng)烈影響將會變成的細(xì)胞類型。研究者稱他們的新技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，能更好的控制胚體的尺寸和單分散性。
Sun在一份聲明中稱：“制備好的胚體很純凈，可以作為組織生長非常好的起點(diǎn)。能在可控條件下生產(chǎn)胚體非常令人興奮。”
北京清華大學(xué)（TsinghuaUniversity）的副教授，該研究的合作者Rui Yao稱：“我們的下一步工作是研究怎樣通過改變打印和結(jié)構(gòu)參數(shù)來調(diào)整胚體的尺寸，以及怎么通過改變胚體尺寸來制造不同種類的細(xì)胞。”