日前，科學(xué)家們已經(jīng)找到一種方法，可以通過(guò)3D生物打印含有人類(lèi)細(xì)胞的生物墨水來(lái)制造軟骨組織，這使得醫(yī)生們有可能通過(guò)3D生物打印個(gè)性化的植入物來(lái)治療患者受傷的鼻子、耳朵和膝蓋。所謂的個(gè)性化植入物，即是使用患者自身的細(xì)胞3D打印的軟骨組織。
如今，研究人員已經(jīng)成功地在一個(gè)小鼠體內(nèi)測(cè)試了該技術(shù)。據(jù)認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)使得運(yùn)動(dòng)員、老年人和其他因受傷和關(guān)節(jié)炎而飽受軟骨損傷之苦的患者們看到了自己的病痛可能會(huì)被治愈的希望。
“3D打印是一種顛覆性的技術(shù)，有望徹底改變組織工程和再生醫(yī)學(xué)。”來(lái)自瑞典Wallenberg木材科學(xué)中心的Paul Gatenholm稱(chēng)，他也是這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人。
“我們的團(tuán)隊(duì)興趣在于跟整形外科醫(yī)生共同合作，制造出軟骨來(lái)修復(fù)損傷或癌癥帶來(lái)的傷害。”Gatenholm說(shuō)。
“我們的研究方向在耳朵和鼻子，這是身體的一部分，但是當(dāng)今的醫(yī)生很難去修復(fù)它們。但是在我看來(lái)，將來(lái)很有希望通過(guò)一臺(tái)3D打印機(jī)和含有患者自身細(xì)胞的生物墨水來(lái)解決這些問(wèn)題。”他說(shuō)。
要做到這一切，研究人員們首先必須開(kāi)發(fā)出一種使用活的人體細(xì)胞制成的墨水，而且這種墨水能夠在打印之后保持其形狀。
為了創(chuàng)建這樣的生物墨水，他們將從褐藻中提取的多糖和來(lái)自木材（或者由細(xì)菌生成的）微小纖維素纖維混合在一起，再加入人類(lèi)的軟骨細(xì)胞。
使用這種混合物，研究人員就能夠在一個(gè)特定的體系結(jié)構(gòu)（比如說(shuō)類(lèi)似耳朵的形狀）中打印活細(xì)胞，同時(shí)在打印后仍然保持其形狀。而打印后的細(xì)胞能夠在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿中生成軟骨。
“但是，在體外條件下，我們必須每隔一天就更換材料浸泡的營(yíng)養(yǎng)液，并添加，添加生長(zhǎng)因子。”Gatenholm說(shuō)。
然后，該研究的下一步則是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)轉(zhuǎn)移到一個(gè)活生生的系統(tǒng)中。研究團(tuán)隊(duì)打印出組織樣本，并將其植入小鼠體內(nèi)。讓人興奮的是，這些細(xì)胞存活了下來(lái)，并生成軟骨。
為了增加細(xì)胞的數(shù)量，研究人員將軟骨細(xì)胞與來(lái)自骨髓的人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞混合在了一起。
目前的研究已經(jīng)表明，這些干細(xì)胞有效地刺激了原代細(xì)胞增殖，超過(guò)了后者單獨(dú)存在的時(shí)候。而根據(jù)60天體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的初步數(shù)據(jù)顯示，這一組合確實(shí)促進(jìn)的了軟骨細(xì)胞和軟骨的生產(chǎn)。
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