具有3D生物打印的生物组织仪器凝胶

宾夕法尼亚州立大学的研究人员创造了一种生物打印的凝胶来替代骨骼，软骨和其他组织。

最终创建生物替换部件需要完全具有三维功能，而二维和三维薄膜生物打印无法提供这些功能。

现在，宾州州立大学的工程师使用一种弹性极限凝胶，可以将细胞的细小聚集体恰好放置在他们想要构建替换骨骼，软骨和其他组织所需的复杂形状的位置。

“这一点很重要的原因是，当前的细胞聚集体生物打印技术无法执行复杂的配置，而只能在2D和3D薄膜或简单的配置上执行，” Ibrahim T. Ozbolat表示， Hartz家庭职业发展工程。“如果我们想要复杂的3D，我们需要一个支持领域。”

研究人员报告说，该支持领域是一种性能压力胶。生产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，但在应力下它们会变成液体。

研究人员正在使用今年初推出的抽吸辅助生物打印系统，以收集细胞聚集体并将它们精确地放置在凝胶中。吸嘴相对于凝胶的张力将其液化，但是一旦吸嘴释放细胞聚集体并被去除，凝胶将再次固化，自愈。细胞的小球彼此重叠并自我组装，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内。

Ozbolat说：“我们尝试了两种不同类型的凝胶，但要去除第一种则有些棘手。” “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。”

工程和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，能够由椭球制成复杂且自由形式的形状非常重要。”

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。