冷冻生物打印提供冷冻细胞塔

2021年12月31日整理发布：一项新技术将生物打印——逐层打印细胞墨水以形成结构——达到一个全新的、冰冷的水平。布莱根妇女医院张实验室的研究人员开发了一种他们称之为“冷冻生物打印”的技术，这种方法使用嵌入细胞的生物墨水打印冷冻的复杂结构，可以轻松储存以备后用。该团队在最近发表在Matter 上的一篇论文中介绍了冷冻生物打印，并在刚刚发表在Advanced Materials 上的一篇论文中进一步描述了如何将该技术应用于肌肉组织工程。

“冷冻生物打印可以延长生物打印组织的保质期。我们展示了长达三个月的存储，但可能会更长，”两篇论文的高级作者、布里格姆医学系的副生物工程师 Y. Shrike Zhang 博士说。“而且这种独特的变化，或者我们所描述的垂直 3D 冷冻生物打印技术，可能在组织工程、再生医学、药物发现和个性化治疗中有广泛的应用。”

张及其同事使用一种装有细胞的冷冻保护生物墨水在定制的冷冻板上打印组织结构。冷冻板使他们能够在冷冻生物打印过程中精确控制和稳定温度。这些印刷结构立即被冷冻保存在液氮罐中以备后用。该团队优化并评估了该技术，发现它可以忠实地制造可能用作植入物和组织产品的组织结构。

在Advanced Materials 中，Zhang 和合著者报告了使用冷冻保护的生物墨水来创建垂直 3D 结构，模拟人体中发现的复杂、精细和各向异性的组织。身体中的许多组织，包括肌肉和神经元，都是各向异性的，这意味着它们在不同方向上具有不同的特性。研究人员创造的结构也是各向异性的，微孔在垂直方向上排列。作为概念验证，该团队使用成肌细胞(可以产生肌肉细胞的细胞)和成纤维细胞(在结缔组织中产生结构框架的细胞)构建了一个肌肉肌腱单元。该团队还制造了一个肌肉微血管单元。

研究人员指出，这项工作代表了非常早期的技术演示，在临床使用之前仍需要广泛的验证和测试，但这两篇论文代表了向前迈出的重要一步。

“随着组织工程领域的快速发展，这些制造的组织结构可能会在肌肉组织工程及其他领域得到大量应用，”张说。

资金：作者感谢布里格姆研究所的支持。工作还得到了FRQNT国际实习奖(279390)、MITACS Globalink研究奖(IT14553)、McGill研究生流动奖、McGill博士实习奖、FRQNT博士后奖学金(296447)、中国留学基金管理委员会项目(No.7705500)的支持。 ，河南省高层次人才国际化培训计划(No.2019004)，美国国立卫生研究院(NIH)耳聋和其他交流障碍研究所(NIDCD)，资助号R01DC005788和R01DC014461。

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