科学家用藻类给生物打印组织提供可持续氧气来源

摘要:

3D打印生物组织的挑战之一在于,在氧气输送血管长入材料之前,细胞可能会死亡。哈佛大学的科学家们正在解决这个问题,通过在其中加入藻类。在助理教授Y. Shrike Zhang的带领下,研究人员首先将光合作用的Chlamydomonas reinhardtii藻类封装在基于纤维素的生物墨水内。然后,将含藻类的生物水槽和人类肝脏衍生细胞从针头挤出到3D水凝胶基质中。它们以蜂窝状的方式沉积,类似于构成肝脏的小叶结构。

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在光照下,藻类继续产生氧气,使细胞保持活力,甚至促使它们繁殖并产生肝脏特异性蛋白质。同时,细胞释放的二氧化碳让藻类得以茁壮成长。

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当细胞生长并“接管”到足够的程度后,通过引入一种被称为纤维素酶的酶,将生物墨水(包括其中的藻类)去除。这就在生物墨水的地方留下了空的微通道,随后被人类血管细胞填满。结果,这些通道形成了血管。

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研究人员希望该技术一旦得到进一步的发展,最终可以生产出人类生物组织,用于研究和药物测试等目的,甚至用于替换器官或其他身体部位。

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“开发这样一种赋形生物墨水,使初始氧合和随后的血管在单个组织构建中形成,以前还没有报道过,”Shrike 说。“这是迈向成功的可行和功能性组织工程的关键一步。”

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有关该研究的论文最近发表在《Matter》杂志上。

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