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3D打印人类诱导性多功能干细胞

3D打印人类诱导性多功能干细胞

供稿人:方奥,王玲   发布日期:2018-03-19

澳大利亚伍伦贡大学的研究者成功配置了一种新的材料,使用该材料配合3D打印技术构建了基于人类诱导性多功能干细胞的神经组织。该技术可以应用于人体器官如类脑组织的构建。

通过3D打印所配置的生物墨水,构建出网状结构立方体,再添加生长因子与营养物质来促进干细胞转化为神经元及其它细胞。该材料由5%海藻酸盐,5%羧甲基壳聚糖,1.5%琼脂糖配置而成,作为打印油墨构建支架。其中,海藻酸盐通过与CaCl2交联成胶的方式构建人了神经干细胞支架如图1B所示。羧甲基壳聚糖的含量决定着支架的空隙率,如图2所示,琼脂糖的含量对打印工艺有着较大影响,如图1D所示。

图1:A生物油墨材料的配置与人类诱导性多能干细胞打印及诱导,B包含 5%海藻酸盐,5%羧甲基壳聚糖,1.5%琼脂糖的生物打印油墨构建的打印支架C打印细胞的死活情况(绿色:活细胞,红色:死细胞)D油墨中分别含有 0.5% and 2.5% 琼脂糖的打印效果
图2:A 扫描电镜观察含有不同浓度羧甲基壳聚糖凝胶表面孔隙情况, B扫描电镜观察含有不同浓度羧甲基壳聚糖凝胶内部隙情况

经验证该生物材料具有稳定的结构、较好的孔隙率及渗透率。同时具有较好的细胞相容性、无毒性、无诱变效应、对生长因子表达无影响。可以促进细胞的粘附、迁移、增值,用于模拟人类细胞活性和形态,满足体外实验中药物筛选的条件。为研究人类神经发育和疾病,及神经组织工程中神经系统的替换提供了广泛的模型来源。

参考文献:

  1. Gu Q, Tomaskoviccrook E, Lozano R, et al. Functional 3D Neural Mini-Tissues from Printed Gel-Based Bioink and Human Neural Stem Cells [J]. Advanced Healthcare Materials, 2016, 5(12):1429-1438.