科學家用藻類給生物打印組織提供可持續氧氣來源

3D打印生物組織的挑戰之一在於,在氧氣輸送血管長入材料之前,細胞可能會死亡。哈佛大學的科學家們正在解決這個問題,通過在其中加入藻類。在助理教授Y. Shrike Zhang的帶領下,研究人員首先將光合作用的Chlamydomonas reinhardtii藻類封裝在基於纖維素的生物墨水內。然後,將含藻類的生物水槽和人類肝髒衍生細胞從針頭擠出到3D水凝膠基質中。它們以蜂窩狀的方式沉積,類似於構成肝髒的小葉結構。

科學家用藻類給生物打印組織提供可持續氧氣來源

在光照下,藻類繼續產生氧氣,使細胞保持活力,甚至促使它們繁殖並產生肝髒特異性蛋白質。同時,細胞釋放的二氧化碳讓藻類得以茁壯成長。

科學家用藻類給生物打印組織提供可持續氧氣來源

當細胞生長並「接管」到足夠的程度後,通過引入一種被稱為纖維素酶的酶,將生物墨水(包括其中的藻類)去除。這就在生物墨水的地方留下了空的微通道,隨後被人類血管細胞填滿。結果,這些通道形成了血管。

科學家用藻類給生物打印組織提供可持續氧氣來源

研究人員希望該技術一旦得到進一步的發展,最終可以生產出人類生物組織,用於研究和藥物測試等目的,甚至用於替換器官或其他身體部位。

科學家用藻類給生物打印組織提供可持續氧氣來源

「開發這樣一種賦形生物墨水,使初始氧合和隨後的血管在單個組織構建中形成,以前還沒有報道過,」Shrike 說。「這是邁向成功的可行和功能性組織工程的關鍵一步。」

科學家用藻類給生物打印組織提供可持續氧氣來源

有關該研究的論文最近發表在《Matter》雜志上。

來源:cnBeta