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CMU科学家使用新颖的生物3D打印来构建人类心脏功能部分

时间:2019-08-04 19:03 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
      中国3D打印网8月4日讯,来自宾夕法尼亚州卡内基梅隆大学(CMU)的科学家们使用了一种新颖的生物3D打印方法来构建人类心脏的功能部分。根据发表在“科学”杂志上的一项研究,这种先进的技术名为“悬浮水凝胶的自由形式可逆性嵌入”(FRESH)技术,用于3D打印胶原蛋白,用于小血管,瓣膜和心室搏动。
      FRESH技术获得了总部位于马萨诸塞州的医疗初创公司FluidForm的专利。 FluidForm的CTO和联合创始人,亚洲费恩伯格教授,以及CMU再生生物材料和治疗组的首席研究员说:“我们现在有能力构建重现天然组织关键结构,机械和生物特性的构建体。为了让我们进入生物工程三维器官,仍然需要克服许多挑战,但这项研究向前迈进了一大步。“
  使用胶原蛋白和自由形式可逆嵌入悬浮水凝胶(FRESH)技术印刷的Trileaflet心脏瓣膜
   使用胶原蛋白和自由形式可逆嵌入悬浮水凝胶(FRESH)技术印刷的Trileaflet心脏瓣膜。照片来自CMU。
  生物3D打印软材料
     生物3D打印的一个常见障碍是支持由软材料和蛋白质制成的复杂结构。 FRESH使用非牛顿凝胶作为此类物品的支持材料。凝胶的特性允许针头打印头像液体一样穿过它们,克服软支架的塌陷或下垂。Feinberg和CMU研究人员在FRESH过程中应用快速pH变化来驱动缓冲支撑材料内的自组装。 FluidForm首席执行官Mike Graffeo补充道,“CMU开发的FRESH技术使生物打印研究人员能够实现前所未有的结构,分辨率和保真度,从而实现该领域的巨大飞跃。我们非常高兴能为各地的研究人员提供这项技术。“
     据中国3D打印网了解,去年,Feinberg和他的团队开发了一种算法,能够为软材料3D打印选择最佳参数,称为专家指导优化(EGO)方法。该算法将专家判断与3D打印机优化数据相结合,加快新材料的开发。
 生物3D打印心脏模型

     使用CMU的FRESH方法创建来自人类MRI数据的生物3D打印心脏模型作为概念验证,显示了为各种组织和器官系统构建高级支架的潜力。在此之后,创建了用人心肌细胞或心肌细胞生物打印的较小心室3D模型,以证明更坚固的结构,壁增厚达14%。

    当然,CMU团队也意识到产生3D打印较大组织所需的数十亿细胞是十分困难的,还有就是其方法的临床方面的不确定过程。本论文生物3D打印胶原蛋白以重建人类心脏的成分”由Andrew Lee,Andrew Hudson,D。J. Shiwarski,J。W. Tashman,T。J. Hinton,S。Yerneni,J。M. Bliley,P。G. Campbell和Adam Feinberg共同撰写。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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