细胞3D打印
体外构造三维多细胞体系的先进技术
细胞3D打印(cell bioprinting)是近年来出现的一种在体外构造三维多细胞体系的先进技术。该技术是快速成型技术和生物制造技术的有机结合,可以解决传统组织工程难以解决的问题。在生物医学的基础和应用研究中有着广阔的发展前景。
细胞打印技术的概念是Boland等在2003年提出的,该技术突破了传统组织工程技术空间分辨率低的局限性,可精确控制细胞的分布。在“细胞打印”过程中,细胞(或细胞聚集体)与溶胶(水凝胶的前驱体)同时置于打印机的喷头中,由计算机控制含细胞液滴的沉积位置,在指定的位置逐点打印,在打印完一层的基础上继续打印另一层,层层叠加形成三维多细胞/凝胶体系。
与传统的组织工程技术相比(如“细胞+支架”技术)“细胞打印”的优势主要有: ① 同时构建有生物活性的二维或三维“多细胞/材料”体系;② 在时间和空间上准确沉积不同种类的细胞;③ 构建细胞所需的三维微环境。此外,“细胞打印”还是完全由计算机控制的高通量细胞排列技术,也可发展成为在生物体内进行原位操作的技术。此技术可应用于组织工程,建造细胞传感器,为药物代谢动力学和药物筛选提供模型等。2013年,来自苏格兰的研究人员利用3D打印技术,首次用人类胚胎干细胞进行了3D打印,研究的相关论文已发表在《生物制造》(Biofabrication)上。胚胎干细胞将会被先存放在打印机中的2个独立容器里,然后规则地摆放在培养皿上,图为已放置完成的人类胚胎干细胞团。实验证明,超过95%的干细胞在被“打印”出24小时后仍能存活,说明打印过程并未杀死这些细胞;超过89%的干细胞在3天后仍具有多能性,能够分化出多种细胞组织。
参考资料:
[1] 周丽宏, 陈自强, 黄国友, 翟晓, 陈咏梅, 徐峰, 卢天健. 细胞打印技术及应用. 生物医学工程杂志, 2010, 30(12):95-104.
[2] Faulkner-Jones A1,Greenhough S,King JA,Gardner J,Courtney A,Shu W. Developmentof avalve-basedcellprinterfor theformationofhumanembryonicstemcellspheroidaggregates. Biofabrication.2013, 5(1):015013.12p.
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最新修订时间:2024-06-09 23:45
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