3d生物打印的组织现在可以储存在冰箱里,直到需要
3D组织的广泛研究和临床应用的一个主要障碍是它们的保质期很短,可能只有几个小时到几天。就像器官移植一样,生物打印的组织必须被迅速运送到需要它的地方,否则它将无法存活。在杂志中事12月21日,布里格姆妇女医院和哈佛医学院的研究人员描述了他们将3D生物打印与冷冻保存技术相结合的工作,创造出可以保存在-196°C冰箱中的组织,并在几分钟内解冻,以便立即使用。
“对于传统的生物打印来说,基本上没有保质期。在大多数情况下,它真的只是打印出来,然后使用,”布莱根妇女医院的生物医学工程师Y. Shrike Zhang说。“通过冷冻生物打印,你基本上可以在冷冻状态下打印和存储多长时间。”
利用3D生物打印技术制造人造人组织首次出现在20年前。与传统的3D打印一样,墨水通过喷嘴一层一层地挤压成预先指定的形状。在生物打印的情况下,墨水通常是由嵌入活细胞的明胶样支架组成的。冷冻生物打印的工作原理相同,只不过打印是直接在温度低至-20°C的冷板上进行的。组织打印完成后,会立即转移到低温条件下进行长期储存。
印刷在低温它还有一个额外的优势,那就是它可以比传统的生物打印方法制造更复杂的形状。“生物墨水丝在到达冷板的几毫秒内就会冻结,所以它没有时间失去原来的形状,”张说。“然后你可以在彼此之上建立层,最终创建一个独立的3D结构,可以承受自身的重量。”
低温的使用也解除了对生物墨水类型的限制。在传统生物打印方法是,生物墨水必须有粘性才能保持其形状,但在一个较低的温度在美国,大多数液体天生粘性更大。
为了在低温下生存,细胞必须伴随着低温保鲜剂,以防止渗透休克,并限制可能破坏细胞膜的冰晶的形成。张教授的团队主要致力于寻找能产生最高细胞活力的冷冻保鲜剂组合。
他们证明,这些组织在被恢复生命之前至少可以维持三个月。张说:“让组织复活非常容易。”“这就像复活任何一种冷冻储存的细胞。你把它们放回温暖的介质中,然后快速解冻。”
为了证明这些组织可以保留它们原来的功能,张和他的同事进行了一系列细胞活力测定细胞可以像以前一样进行分化。
在未来,3d生物打印的组织可以作为测试新药或帮助受伤或疾病后需要替换组织的患者的现实模型。能够长时间冷冻生物打印组织将使研究人员能够进一步合作开发这些应用,并允许在临床前和临床环境中使用延长存储。
更多信息:张宇,自由形态细胞负载冷冻生物打印技术的制备与存储,事(2021)。DOI: 10.1016 / j.matt.2021.11.020.www.cell.com/matter/fulltext/s2590 - 2385 (21) 00613 - 5