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日本科学家无支架生物3D打印气管成功移植到大鼠

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当试图生物工程学新气管或气道器官时,稳定性是关键。想想这样:如果一个移植的,生物3D打印的耳朵崩溃,移植接收者是一个问题,但不是一个威胁生命的耳朵。但是,如果一个3D打印的气管瘫痪,病人会很麻烦,因为他们失去了呼吸的能力。近日,日本佐贺大学和长崎大学的研究人员使用Cyfuse Biomedical Regenova 3D生物打印机进行无支架气管再生。 9只大鼠气管移植成功。
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科学家在如何确保气管稳定方面存在不同意见:一些生物工程师认为支架是制造人造气道器官的最佳方法,但是这种方法可能会带来问题和局限性。这就是为什么由佐贺大学的Koichi Nakayama领导的一个研究小组,曾经在中山实验室进行过大鼠肝脏组织的三维打印研究,他们使用3D生物打印机制作无支架人造气管。研究人员说,他们的3D打印气管足够强大,以防止崩溃,并测试了老鼠的结构来证明这一点。

Nakayama与长崎大学的许多研究人员合作,希望开展一项研究,以开发一种新的无脚手架方法来创建人造气管,使用一些最先进的3D生物打印技术。在这项研究中,研究小组在自交系动物模型中制造了由孤立细胞产生的不含脚手架的气管样移植物。

尽管Nakayama已经承认研究的预算很低,但研究人员却拥有一个令人印象深刻的生物打印机器:Cyfuse Biomedical的Regenova生物打印机。 Regenova在使用“Kenzan方法”方面是独一无二的,这种方法有点奇怪,将细胞簇的球状体分散到锋利的尖峰上以保持其位置。这可能是世界上最先进的烤肉串!

日本研究人员将Regenova交付给F344实验鼠,收集软骨细胞和间充质干细胞,分别购买大鼠肺微血管内皮细胞。然后,使用Regenova 3D生物打印机,研究人员能够使用前述的偏斜过程3D打印微小的人造气管,让结构在生物反应器中成熟以确保细胞生长。
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在这令人难以置信的生物打印过程中,Cyfuse Biomedical打印机将球状体放置在长度为每边3.2毫米的9×9针阵列中。每根不锈钢针的外径为0.17毫米,每根针之间的距离为0.4毫米。细胞球体由96孔板的机器人控制的25号喷嘴吸入。总共使用384个球状体来产生管状3D打印的气管。

一旦完全成熟,将3D打印的无支架气管作为气管移植物移植到F344大鼠中,每只动物在全身麻醉下进行。然后,一旦植入,测量人造气管的机械强度,进行组织学和免疫组织化学检查。

实验中总共使用了9只大鼠,在移植生物打印的气管之后的每一天都仔细检查了23天。在检查过程中,研究人员发现3D打印的气管在用硅胶支架辅助移植时足够坚固,用于防止人造气管的塌陷,并支撑移植物,直到有足够的血液供应。组织学观察软骨形成和血管发生。

尽管两个实验室老鼠由于气管分泌物的滞留而经历了“喘息”,但是这些研究人员说他们的生物打印的气管是一个巨大的成功。这样的后果呢? 3D打印似乎是为大鼠创建人造气管替代物的有效手段。它能为人类做同样的事吗?时间会证明。

来源:中国3D打印网
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