新技術(shù)讓3D打印生物組織更方便存儲

來源：科技日報

南極熊獲悉，2021年12月21日《物質(zhì)》期刊上的最新論文,，美國布列根和婦女醫(yī)院,、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員將3D生物打印與冷凍保存技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出可以保存在零下196℃的冰柜中的組織,，并可在幾分鐘內(nèi)解凍以供立即使用,。

3D打印生物組織的廣泛研究和臨床應(yīng)用存在一個主要障礙，就是它們的保質(zhì)期很短,，可能只有幾小時到幾天不等,。就像器官移植一樣，生物組織必須迅速運(yùn)送到需要它的地方,，否則無法存活,。

△生物3D打印，圖片來源網(wǎng)絡(luò)

使用3D生物打印技術(shù)制造人造人體組織的做法最早出現(xiàn)在20年前,。與傳統(tǒng)3D打印一樣,，墨水通過一個噴嘴被逐層擠壓成預(yù)先指定的形狀。在生物打印中,，墨水通常由嵌入活細(xì)胞的明膠狀支架組成,。冷凍生物打印的工作原理與此相同，不同之處在于,，打印是直接在溫度低至零下20℃的冷板上進(jìn)行,。在組織被打印出來后,，它們立即被移到低溫條件下進(jìn)行長期儲存。

低溫打印還有一個額外的優(yōu)勢,，那就是它可以制造出比傳統(tǒng)生物打印方法更復(fù)雜的形狀,。“生物墨水絲在到達(dá)冷板后的幾毫秒內(nèi)就會凍結(jié),，不會變形,。”主要作者,、布列根和婦女醫(yī)院的生物醫(yī)學(xué)工程師Y·史瑞克·張說,，“然后我們就可以逐層創(chuàng)建一個獨(dú)立的3D結(jié)構(gòu)�,！�

低溫的使用也解除了對可使用的打印墨水類型的限制,。在傳統(tǒng)的生物打印方法中，墨水必須具有黏性才能保持其形狀,，但在較低的溫度下,，大多數(shù)液體自然會變得更黏稠。

冷凍保存劑是細(xì)胞在低溫下存活的必需品,，它可以防止?jié)B透休克,，并限制可能破壞細(xì)胞膜的冰晶的形成。研究人員此次將更多精力放在了尋找能夠最大程度保持細(xì)胞活力的冷凍保存劑上,。

他們證明,，在生物組織再次恢復(fù)生機(jī)前，可以至少保存三個月,。張說：“讓生物組織‘復(fù)活’,，就像是讓任何類型的低溫儲存細(xì)胞復(fù)活一樣，即把它們放回溫暖的介質(zhì)中,，再將其快速解凍,。”

為了證明這些組織可以保留其原有的功能,，研究人員進(jìn)行了一系列細(xì)胞活性分析,，證明細(xì)胞可以像以前一樣經(jīng)歷分化過程。

在未來,，3D生物組織打印可能會成為測試新藥或幫助疾病,、受傷后需要替換組織的患者的現(xiàn)實模型。能夠長時間冷凍生物打印的組織,，將使研究人員能夠進(jìn)一步合作開發(fā)這些應(yīng)用程序,，并有機(jī)會延長其儲存時間，以便在臨床前和臨床環(huán)境中使用,。