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有助于3D生物打印生物组织的凝胶

最终创造出可替换的生物部件需要完全具有三维能力,而二维和三维薄膜生物打印无法提供这些能力。现在,使用屈服应力凝胶,宾夕法尼亚州立大学的工程师可以将微小的细胞聚集体恰好放置在他们想要构建复杂形状的位置,这些形状对于替换骨骼,软骨和其他组织是必需的。

Hartz家庭职业发展协会的Ibrahim T. Ozbolat说:“之所以如此重要,是因为当前的细胞聚合生物打印技术无法做出复杂的配置,而大多采用2-D和3-D薄膜或简单的配置。”工程科学与力学教授。“如果我们想要复杂的3-D,我们需要一个支持领域。”

研究人员在今天(10月16日)的通讯物理学中报告说,这种支持领域是屈服应力凝胶。屈服应力凝胶是不寻常的,因为在没有应力的情况下它们是固体凝胶,但是在应力作用下它们变成液体。

研究人员正在使用一种抽吸辅助生物打印系统,他们在今年早些时候展示了该系统用于拾取细胞聚集体并将它们精确地放置在凝胶内。吸嘴对凝胶的应力使其液化,但是一旦吸嘴释放细胞聚集并撤回,凝胶将再次恢复为固体,自我修复。细胞的微小球相互贴靠并自我组装,从而在凝胶中形成固体组织样本。

研究人员可以将不同类型的细胞以小聚集体的形式放置在一起,以形成具有所需功能的所需形状。诸如支撑气管的软骨环的几何形状可以悬浮在凝胶中。

Ozbolat说:“我们尝试了两种不同类型的凝胶,但是第一种很难去除。” “我们必须通过洗涤来完成。对于第二种凝胶,我们使用了一种酶,它可以将凝胶液化并轻松除去。”

工程科学与力学的博士后研究员Dishary Banerjee说:“我们正在做的事情非常重要,因为我们正在尝试重新创造自然。” “在这项技术中,非常重要的是能够从球状体中制成自由形状的复杂形状。”

研究人员使用了多种方法,创建了理论模型,以对发生的事情进行物理了解。然后,他们使用实验来测试这种方法是否可以产生复杂的形状。

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