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高速 3D 生物打印機(jī)面世:速度提升 350 倍,幾秒鐘內(nèi)精準(zhǔn)構(gòu)建出細(xì)胞結(jié)構(gòu)

2024/11/11 12:20:58 來源:IT之家 作者:汪淼 責(zé)編:汪淼

IT之家 11 月 11 日消息,澳大利亞墨爾本大學(xué)科學(xué)家研制出一款新型高速 3D 打印機(jī)。由生物醫(yī)學(xué)工程師 David Collins 領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室研究人員介紹了一種新的 3D 生物打印方法,稱為動(dòng)態(tài)界面打印(Dynamic Interface Printing,DIP)。該方法利用聲波引導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入精確的結(jié)構(gòu),在幾秒鐘內(nèi)產(chǎn)生復(fù)雜的人體組織。相關(guān)論文于 10 月 30 日發(fā)表在《自然》雜志上。

▲ DIP 系統(tǒng),圖源墨爾本大學(xué)

這一突破為定制的高保真組織結(jié)構(gòu)提供了潛力,可應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)和疾病建模。該方法可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)生物打印機(jī)快 350 倍的 3D 打印速度,在幾秒鐘內(nèi) 3D 打印細(xì)胞結(jié)構(gòu),減少細(xì)胞損傷的機(jī)會(huì),同時(shí)保持高結(jié)構(gòu)精度。

目前大多數(shù)生物打印機(jī)都依賴于逐層構(gòu)建,這通常會(huì)由于延長的暴露時(shí)間和復(fù)雜的后處理步驟而損害細(xì)胞活力。而在打印之后,組織結(jié)構(gòu)通常需要精細(xì)處理才能避免損壞,因此在將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室板進(jìn)行成像時(shí)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

DIP 通過使用聲波以更快的速度定位細(xì)胞來解決這些問題,允許結(jié)構(gòu)直接在實(shí)驗(yàn)室板上形成,而無需額外的處理。這項(xiàng)創(chuàng)新保護(hù)了細(xì)胞培養(yǎng)物,并為從腦組織到軟骨的各種組織類型提供了更高自由度的定制化。

DIP 打印過程示意圖

▲ DIP 打印過程示意圖

柯林斯生物微系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 David Collins 解釋說:“目前的 3D 生物打印機(jī)依賴于細(xì)胞在沒有指導(dǎo)的情況下自然排列,這帶來了很大的局限性?!笔褂?DIP 之后,細(xì)胞由聲波引導(dǎo),從而實(shí)現(xiàn)精確的細(xì)胞放置并消除與傳統(tǒng)生物打印相關(guān)的許多風(fēng)險(xiǎn)。

IT之家附論文鏈接如下:

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08077-6

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關(guān)鍵詞:3D打印生物打印,打印細(xì)胞

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