陳根：3D生物器官列印中，細胞氧氣何來？

2020-09-13 陳根

文/陳根

早在1987年，「再生醫學」概念就被提出，且受到全球重視，截至2019年上半年，全球註冊再生醫學的公司就達933家。其中，3D列印作為再生醫學的一個重要分支早已不是一個陌生的概念。

3D列印技術為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，極大地推動再生醫學的發展。同時，3D+印技術具備可重複性好和效率高等優勢，臨以用潛力強。未來 3D列印有可能從根本上解決再生醫學的難題。

儘管我們聽到越來越多關於3D生物列印技術突破的報導，但至少有一個挑戰仍然存在，那就是為列印組織中的細胞提供氧氣。

現在，來自洛杉磯的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。

事實上，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。

相關研究報告已發表在《Advanced Healthcare Materials》上。

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