協作研究團隊開發用于合成組織的DLP 3D打印生物樹脂
時間：2018-06-12 08:47 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
在典型的生物制造和生物3D打印方法中，被稱為生物鏈的細胞載入水凝膠結構層被擠出以構建功能性生物組織。但使用載有細胞的生物樹脂代替bioinks，可以使用光刻生物打印方法（如數字光處理（DLP）和立體光刻（SLA））來創建比基于擠出的3D打印更復雜的圖案，這些結構在模仿復雜的組織結構方面也做得更好。
在新西蘭奧塔哥基督城大學骨科外科和生物工程和納米醫學中心領導基督城再生醫學和組織工程（CReaTE）小組的副教授蒂姆伍德菲爾德正領導一個研究小組，用于DLP技術的生物樹脂能夠以25至50微米的小型高分辨率特征對細胞負載的水凝膠結構進行生物打印。該團隊的DLP技術將帶有數字微鏡器件的UV或可見波長光的圖案化掩模投射到聚合物樹脂浴中的底部表面上。一旦它們暴露在光線下，樹脂的某些區域就會聚合起來，平臺向上移動，形成一個新層。
伍德菲爾德說：“這種結構不能用擠壓生物打印來制造。”兩種不同類型的水凝膠（PVA-MA和Gel-MA）組成生物樹脂，以及光反應性化合物，該化合物在用可見光照射時引發化學反應。
該團隊還包括來自荷蘭Utrecht大學醫學中心（UMC）和愛丁堡Heriot-Watt大學的研究人員，最近在《生物制造》雜志發表了一篇論文，題目為“用于高分辨率光刻的復雜細胞負載構建體生物制造的生物樹脂” 。
摘要寫道：“雖然重大進展一直致力于開發基于擠壓的生物打印的細胞載體生物鏈，但人們對于細胞相容生物樹脂的開發以及它們在基于光刻的生物制造中的應用的關注不多。在這項研究中，我們開發了一種基于甲基丙烯酸酯化聚乙烯醇（PVA-MA）的明膠，甲基丙烯酰基（Gel-MA）和基于過渡金屬的可見光光引發劑的新型生物樹脂。顯示高摩爾吸收率的可見光光引發系統的使用允許具有高分辨率特征的構建體的生物打印在25-50μm范圍內。具有1％重量凝膠的MA樹脂生物功能允許封裝細胞的長期存活（> 90％）高達21天，并且使得接合和鋪展印刷的水凝膠上的內皮細胞成為可能。具有復雜和有序結構的高分辨率細胞負載水凝膠構建體成功地被生物打印，其中包封的細胞保持活力，均勻分布和功能性。骨和軟骨組織合成通過包裹的干細胞得到證實，這突顯了這些DLP-生物打印水凝膠用于組織工程和生物制造的潛力。“
在新西蘭奧塔哥基督城大學骨科外科和生物工程和納米醫學中心領導基督城再生醫學和組織工程（CReaTE）小組的副教授蒂姆伍德菲爾德正領導一個研究小組，用于DLP技術的生物樹脂能夠以25至50微米的小型高分辨率特征對細胞負載的水凝膠結構進行生物打印。該團隊的DLP技術將帶有數字微鏡器件的UV或可見波長光的圖案化掩模投射到聚合物樹脂浴中的底部表面上。一旦它們暴露在光線下，樹脂的某些區域就會聚合起來，平臺向上移動，形成一個新層。
伍德菲爾德說：“這種結構不能用擠壓生物打印來制造。”兩種不同類型的水凝膠（PVA-MA和Gel-MA）組成生物樹脂，以及光反應性化合物，該化合物在用可見光照射時引發化學反應。
該團隊還包括來自荷蘭Utrecht大學醫學中心（UMC）和愛丁堡Heriot-Watt大學的研究人員，最近在《生物制造》雜志發表了一篇論文，題目為“用于高分辨率光刻的復雜細胞負載構建體生物制造的生物樹脂” 。
摘要寫道：“雖然重大進展一直致力于開發基于擠壓的生物打印的細胞載體生物鏈，但人們對于細胞相容生物樹脂的開發以及它們在基于光刻的生物制造中的應用的關注不多。在這項研究中，我們開發了一種基于甲基丙烯酸酯化聚乙烯醇（PVA-MA）的明膠，甲基丙烯酰基（Gel-MA）和基于過渡金屬的可見光光引發劑的新型生物樹脂。顯示高摩爾吸收率的可見光光引發系統的使用允許具有高分辨率特征的構建體的生物打印在25-50μm范圍內。具有1％重量凝膠的MA樹脂生物功能允許封裝細胞的長期存活（> 90％）高達21天，并且使得接合和鋪展印刷的水凝膠上的內皮細胞成為可能。具有復雜和有序結構的高分辨率細胞負載水凝膠構建體成功地被生物打印，其中包封的細胞保持活力，均勻分布和功能性。骨和軟骨組織合成通過包裹的干細胞得到證實，這突顯了這些DLP-生物打印水凝膠用于組織工程和生物制造的潛力。“
“基于平版印刷的制造技術長期以來一直用于珠寶制造和汽車行業，例如，使用一系列市售樹脂。這些樹脂通常含有有機溶劑或有毒化學品，并且需要僅能溶于有毒有機溶劑的光引發劑。為了制造我們的樹脂'生物'，我們采用了大分子（光響應PVA-MA和Gel-MA）和光引發劑釕的組合。所有這些成分都是水溶性的，對細胞沒有細胞毒性，“Lim博士解釋說。生物樹脂中使用的光引發劑在商用DLP 3D打印機的定制400-450nm波長處非常有效。這讓研究人員能夠制作精確的水凝膠結構，具有出色的空間分辨率。
中國3D打印網譯自：3dprint.com
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