Science:生物打印的远大前程
时间:2012-11-16 15:20 来源:Science 作者:Brian Derby 点击:次
生物打印技术的发明者之一,曼彻斯特大学教授Brian Derby在《科学》杂志上发表了最新综述,阐述了利用打印技术生成细胞和组织结构的新进展,以及该技术在再生医学中的应用前景。 喷墨打印机和激光打印机技术可用于构建三维支架,让细胞在其中生长并正确定位。Derby教授介绍了生物打印的原理:“喷墨技术将结构物质置于小液滴中,并将其固化,随后让更多液滴以特定模式附着其上,以添加的方式构建结构。”激光打印则使用光来逐层固化结构物质。这些方法可以开发出更复杂的支架,以更好地模拟体内环境。支架表面可供细胞附着、生长和繁殖,其材料、组成及内部结构都会影响细胞行为和健康。 Derby教授在综述中介绍了通过生物打印生成多孔结构的实验。这些结构可植入机体作为支架,刺激和引导细胞生长,随后会被分解或成为机体的一部分。目前,世界各地正在对这一技术进行临床试验,随着不断优化,它正逐步成熟。 Derby教授还介绍了在内置特殊化合物的打印结构中引导干细胞生长的研究。这些在打印过程中植入的化合物能决定干细胞分化的类型,例如诱导干细胞生成骨或软骨组织。 不过,该技术也存在局限。目前生物打印还无法生成整个器官。研究表明,很难同时实现支架构建和细胞打印。无论是喷墨还是激光打印,对细胞的应力都会损伤细胞膜,细胞存活率在40%至95%之间不等。此外,生物打印技术距离广泛临床应用还有一段距离。尽管生物打印支架正在临床试验中,但将载有细胞的支架移植到患者体内需要先进技术,且目前质量难以保证始终如一,而这正是医疗设备所必需的品质。 Derby教授正与曼彻斯特皇家医院的耳鼻喉外科医生合作,利用打印细胞形成组织(如皮肤),并将其移植到患者体内。他们希望无需支架直接打印细胞,移植到患者口腔或鼻腔中。鼻腔和口腔很难通过移植组织修复,目前将患者皮肤移植到这些区域效果不佳,因为移植物无法生成产粘液细胞或唾液腺。研究人员希望利用打印技术获得适用于口腔和鼻腔移植的组织。 Derby教授还着重介绍了生物打印生成恶性肿瘤模型的能力,这将有助于药物测试,并帮助科学家开发更有效的治疗方式。尽管生物打印生成器官还有很长的路要走,但该技术未来光明,在医疗领域应用潜力巨大。 (责任编辑:泉水) |