生物3D器官列印中，細胞氧氣何來？
2020-09-20 生物3D列印技術菌早在1987年，「再生醫學」概念就被提出，且受到全球重視，很多科幻電影裡都有這樣的情節：主角身體受到嚴重創傷，在先進醫療技術幫助下，患者的創處很快痊癒，傷口也恢復如初……在醫學科技高速發展的今天，這種美好遐想正在逐步照進現實，這一切都源於一項可以改變人類命運和未來的學科——再生醫學。截止去年，全球註冊regenerative medicine的公司就有933家。
作為再生醫學領域的又一細分，生物3D列印技術也逐漸走進了人們的事業。其能同時包含有多種細胞、生長因子和生物材料的複雜結構組織和器官的製備提供了可能，能夠解決傳統製造技術的弊端，其具備可重複性好和效率高等優勢，在臨床應用上具備許多可能性。
目前，在再生醫學界生物3D列印技術已經逐步成熟，從皮膚組織、管狀結構、器官等，正在一步步突破與實現，但至少有一個挑戰仍然存在，如何為列印細胞提供氧氣？
就在不久前，洛杉磯Terasaki研究所的研究人員開發了一種新型的「生物墨水」，將有望突破這一局限。這種生物墨水水凝膠是一種3D生物列印介質——它結合了過氧化鈣(CPO)和一種被稱為甲基丙烯酸凝膠的物質。
過氧化鈣（CPO）是確保細胞存活的一種有吸引力的方法。但是，過氧化鈣也會產生氫氧化鈣，降低生物墨水的粘度，這是生物列印的一個限制因素。而在這項研究中，一種被命名為明膠甲基丙烯醯（GelMA）生物墨水能夠優化pH和粘度，來支持CPO、允許它持續地產生氧氣並與此同時還能提供列印植入物所需的物理基質。
作為概念驗證，研究人員對成纖維細胞和心肌細胞使用含有CPO的GelMA bioink進行生物列印。在缺氧條件下培養7天後，檢測列印細胞的活性和代謝活性。結果表明，CPO的加入提高了缺氧條件下生物印刷體細胞的代謝活性和活力。
該論文發表在《Advanced Healthcare Materials》上，題為「3D bioprinting of Oxygenated Cell-Laden Gelatin Methacryloyl Constructs」，來自Ahmet Erdem團隊。
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