特溫特大學(xué)研發(fā)創(chuàng)新3D生物墨水技術(shù),，精準引導(dǎo)組織內(nèi)微血管生長

2024年11月29日，南極熊獲悉,，荷蘭特溫特大學(xué)的研究人員在生物打印領(lǐng)域取得了新的進展,，開發(fā)了一種創(chuàng)新的生物墨水，能夠在生物3D打印的組織中精確引導(dǎo)微血管的生長,。

△這一突破性的研究發(fā)表在《先進醫(yī)療材料》雜志上,，題為“基于適體的可編程生物墨水生物打印技術(shù)可調(diào)節(jié)4D多尺度微血管形態(tài)發(fā)生”（傳送門）

技術(shù)研發(fā)背景

3D打印器官技術(shù)的發(fā)展有望徹底革新醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是在解決器官衰竭和組織損傷問題上,。然而,，確保打印組織獲取充分營養(yǎng)和氧氣是其中的一大挑戰(zhàn)。缺乏血管網(wǎng)絡(luò)會導(dǎo)致組織無法有效獲取養(yǎng)分和排除代謝廢物,，從而限制了它的功能性,。因此，生物3D打印技術(shù)中實現(xiàn)血管化成為了至關(guān)重要的一步,。

盡管組織工程師已經(jīng)能夠在生物打印過程中構(gòu)建血管結(jié)構(gòu),，但這些血管在后續(xù)的實驗室培養(yǎng)或植入體內(nèi)時，往往會發(fā)生不可預(yù)測的變化,，這影響了工程組織的效能和穩(wěn)定性,。特溫特大學(xué)的研究團隊開發(fā)的可編程生物墨水，通過動態(tài)地控制血管的生長與重塑,，有效解決了這一問題,。這為創(chuàng)建具有長期功能性與適應(yīng)性的工程組織開辟了新的途徑,。

△適體功能化的可編程生物墨水概述

這種先進的生物墨水通過整合稱為適體的DNA片段進行定制，這些適體能夠被編程來按需結(jié)合和釋放生化信號,。這種策略模仿了人體內(nèi)組織微環(huán)境自然釋放生長信號的方式,，僅在需要時激活。這種生物墨水的特性使得它能夠精確控制血管的形成,，并根據(jù)組織的具體需求引導(dǎo)其發(fā)育,。

特溫特大學(xué)血管化實驗室的研究人員Jeroen Rouwkema和Deepti Rana解釋說：“我們之前開發(fā)的適體技術(shù)專注于遞送促進血管生長的蛋白質(zhì)，但這項新方法的獨特之處在于它提供了時間和空間上的雙重控制,。通過結(jié)合基于擠壓的生物3D打印技術(shù),，我們能夠創(chuàng)造出能夠模仿真實器官功能的組織�,！�

△可編程生物墨水的空間分辨率與適體互補序列(CS)觸發(fā)相結(jié)合,，可隨時調(diào)節(jié)血管網(wǎng)絡(luò)的自組織

目前，結(jié)合基于擠壓的3D生物打印技術(shù),，這種可編程的生物墨水能夠在受控的實驗室環(huán)境中引導(dǎo)血管的精確生長,。Rouwkema和Rana進一步闡述：“這將使我們更接近于設(shè)計出功能與真實器官類似的組織�,！彪S著這項技術(shù)的進一步優(yōu)化與應(yīng)用,，我們有理由相信，生物3D打印技術(shù)將在未來的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,。