一种新的自动化过程打印出含有均匀分布细胞的肽基水凝胶支架。支架可以很好地保持形状，成功地促进细胞生长几周。
“生物打印”——含活细胞的3D打印——有可能彻底改变组织工程和再生医学。科学家们试图使用天然和合成的“生物墨水”来打印支架，当细胞生长并形成特定形状的组织时，这些墨水可以将细胞固定在适当的位置。但是细胞存活面临挑战。天然生物墨水，如明胶和胶原蛋白，需要用化学物质或紫外线处理才能保持形状，这会影响细胞活力。迄今为止测试的合成聚合物水凝胶也需要使用恶劣的化学物质和威胁细胞生存的条件。
KAUST生物工程学家夏洛特豪泽(Charlotte Hauser)带领一组研究人员开发了一种基于超短肽作为支架墨水的生物打印过程。他们利用氨基酸异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和环己基丙氨酸的不同组合设计了三种肽。
在实际印刷中，该团队使用了一种新型的三入口喷嘴。肽生物墨水进入一个入口，缓冲液进入另一个入口，然后通过第三个入口添加细胞。这导致肽墨水逐渐与缓冲溶液混合，然后在喷嘴出口处与细胞结合。一旦墨水喷出，它立即凝固并捕获其结构中的细胞。
“寻找一种支持细胞长期存活的可印刷的细胞友好型生物材料是一项挑战，”博士说.学生和平哈里苏萨普托。“我们的生物墨水由自组装超短肽水凝胶制成，有效地解决了这一挑战。”
该团队能够打印出一个高达4厘米的圆柱体，如上所示，以及一个类似人类的鼻子，所有这些都处于良好的状态。
人成纤维细胞、人骨髓间充质干细胞和小鼠脑神经细胞在水凝胶基质中存活和增殖良好。科学家进一步在印刷支架中诱导骨髓间充质干细胞在4周内分化为弹性软骨样组织。
该团队目前正在努力改变其生物墨水的表面化学性质，使其更接近人类细胞环境。
“我们的下一步是生物打印3D疾病模型和微型器官，用于高通量药物筛选和诊断，”豪泽说。"这些可以帮助减少寻找更有效和个性化药物的时间和成本."
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