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首页 > 资讯中心生物(wù)青岛3D打印+冷冻：可(kě)在低温条件長(cháng)期存储组织细胞
发布时间：2021-12-28
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广泛研究和临床应用(yòng)3D组织的一个主要障碍是它们的保存期限很(hěn)短，可(kě)能(néng)只有(yǒu)几个小(xiǎo)时到几天。在器官移植的情况中，一个生物(wù)打印的组织必须被迅速运送到需要它的地方，否则将无法存活。
在12月22日发表于《物(wù)质》的一项研究中，美國(guó)布莱根妇女医院和哈佛医學(xué)院的研究人员描述了他(tā)们将3D生物(wù)打印技术与冷冻保存技术相结合的工作。
这种技术创造出的组织可(kě)以被保存在零下196摄氏度的冰箱中。该组织可(kě)在几分(fēn)钟内解冻，并立即投入使用(yòng)。
“传统的生物(wù)打印基本上没有(yǒu)保存期限。在大多(duō)数情况下，它实际上只是被打印出来，然后使用(yòng)。”论文(wén)第一作者、布莱根妇女医院生物(wù)医學(xué)工程师Y. Shrike Zhang说，“有(yǒu)了冷冻生物(wù)打印技术，只要你愿意，就可(kě)以在冷冻状态下打印和储存。”
20年前，3D生物(wù)打印技术首次用(yòng)于制造人造人體(tǐ)组织。与传统的3D打印一样，该技术利用(yòng)一种墨水，通过喷嘴一层一层地挤压成预先设定的形状。
在生物(wù)打印的情况下，这种墨水通常是由嵌入活细胞的明胶样支架组成。冷冻生物(wù)打印的工作原理(lǐ)与此相同，只不过打印是直接在零下20摄氏度的冷板上进行的。组织被打印后，它们立即被转移到低温条件下进行長(cháng)期存储。
冷冻打印还有(yǒu)一个额外的优势，那就是它可(kě)以比传统生物(wù)打印方法制作更复杂的形状。
“生物(wù)墨水的细丝在接触冷板几毫秒(miǎo)内就冻结了，所以它没有(yǒu)时间改变原有(yǒu)的形状。”Zhang说，“然后你就可(kě)以层层叠加，最终创造出一个能(néng)够承受自身重量的独立3D结构。”
低温的使用(yòng)同时也打破了对能(néng)够使用(yòng)的生物(wù)墨水类型的限制。在传统的生物(wù)打印方法中，生物(wù)墨水必须具有(yǒu)黏性才能(néng)保持其形状，但在较低的温度下，大多(duō)数液體(tǐ)天生具有(yǒu)更大的黏性。
為(wèi)了在低温下生存，细胞必须借助一种低温保存剂，这种物(wù)质可(kě)以防止渗透压休克，并限制会破坏细胞膜的冰晶形成。Zhang的团队把大部分(fēn)精力都放在寻找能(néng)产生最高细胞活力的低温保存剂组合上。他(tā)们证明，这些组织在复活之前至少可(kě)以存活3个月。“恢复组织是相当容易的。”Zhang说，“这就像复活任何类型的冷冻储存的细胞。你把它们放回一个温暖的介质中，并使用(yòng)快速解冻过程。”
為(wèi)了证明这些组织可(kě)以保留其原有(yǒu)功能(néng)，他(tā)和同事进行了一系列的细胞活性测试，结果表明这些细胞可(kě)以像之前一样分(fēn)化。
未来，3D生物(wù)打印的组织可(kě)以作為(wèi)测试新(xīn)药的真实模型，或者帮助受伤或患病后需要替换组织的患者。能(néng)够在较長(cháng)时间里冷冻生物(wù)打印组织使得研究人员可(kě)以进一步合作开发这些应用(yòng)，并在临床前和临床环境中扩展储存的用(yòng)途。
在12月22日发表于《物(wù)质》的一项研究中，美國(guó)布莱根妇女医院和哈佛医學(xué)院的研究人员描述了他(tā)们将3D生物(wù)打印技术与冷冻保存技术相结合的工作。
这种技术创造出的组织可(kě)以被保存在零下196摄氏度的冰箱中。该组织可(kě)在几分(fēn)钟内解冻，并立即投入使用(yòng)。
“传统的生物(wù)打印基本上没有(yǒu)保存期限。在大多(duō)数情况下，它实际上只是被打印出来，然后使用(yòng)。”论文(wén)第一作者、布莱根妇女医院生物(wù)医學(xué)工程师Y. Shrike Zhang说，“有(yǒu)了冷冻生物(wù)打印技术，只要你愿意，就可(kě)以在冷冻状态下打印和储存。”
20年前，3D生物(wù)打印技术首次用(yòng)于制造人造人體(tǐ)组织。与传统的3D打印一样，该技术利用(yòng)一种墨水，通过喷嘴一层一层地挤压成预先设定的形状。
在生物(wù)打印的情况下，这种墨水通常是由嵌入活细胞的明胶样支架组成。冷冻生物(wù)打印的工作原理(lǐ)与此相同，只不过打印是直接在零下20摄氏度的冷板上进行的。组织被打印后，它们立即被转移到低温条件下进行長(cháng)期存储。
冷冻打印还有(yǒu)一个额外的优势，那就是它可(kě)以比传统生物(wù)打印方法制作更复杂的形状。
“生物(wù)墨水的细丝在接触冷板几毫秒(miǎo)内就冻结了，所以它没有(yǒu)时间改变原有(yǒu)的形状。”Zhang说，“然后你就可(kě)以层层叠加，最终创造出一个能(néng)够承受自身重量的独立3D结构。”
低温的使用(yòng)同时也打破了对能(néng)够使用(yòng)的生物(wù)墨水类型的限制。在传统的生物(wù)打印方法中，生物(wù)墨水必须具有(yǒu)黏性才能(néng)保持其形状，但在较低的温度下，大多(duō)数液體(tǐ)天生具有(yǒu)更大的黏性。
為(wèi)了在低温下生存，细胞必须借助一种低温保存剂，这种物(wù)质可(kě)以防止渗透压休克，并限制会破坏细胞膜的冰晶形成。Zhang的团队把大部分(fēn)精力都放在寻找能(néng)产生最高细胞活力的低温保存剂组合上。他(tā)们证明，这些组织在复活之前至少可(kě)以存活3个月。“恢复组织是相当容易的。”Zhang说，“这就像复活任何类型的冷冻储存的细胞。你把它们放回一个温暖的介质中，并使用(yòng)快速解冻过程。”
為(wèi)了证明这些组织可(kě)以保留其原有(yǒu)功能(néng)，他(tā)和同事进行了一系列的细胞活性测试，结果表明这些细胞可(kě)以像之前一样分(fēn)化。
未来，3D生物(wù)打印的组织可(kě)以作為(wèi)测试新(xīn)药的真实模型，或者帮助受伤或患病后需要替换组织的患者。能(néng)够在较長(cháng)时间里冷冻生物(wù)打印组织使得研究人员可(kě)以进一步合作开发这些应用(yòng)，并在临床前和临床环境中扩展储存的用(yòng)途。