器官损伤可能危及生命,全世界每年有500多万人因此死亡。自体移植和异体移植被认为是器官移植的金标准,但仍然存在许多局限性,如供体短缺、供体部位发病率和不良免疫反应。组织工程技术的发展为器官损伤的治疗提供了新的途径。原位组织再生相对简单,通过在缺陷处植入生物支架,作为人工微环境并提供结构支持,直到组织形成。然而,原位组织再生受到原位制造技术的阻碍。原位生物打印技术可在缺损伤口上直接制备支架,为原位组织再生提供了一种新的方法。然而,由于现有的原位生物制造技术(包括打印深度和生物墨水)的限制,在体内深层器官中生物打印支架仍然是一个巨大的挑战。华中科技大学臧剑锋团队在2021年首次提出将磁控软体机器人的优势应用于3D打印,结合磁场高穿透性与软材料的大变形特点,由磁场将外部路径的运动映射到具有大变形能力的软体机器人上。通过非接触式3D打印,实现磁控3D打印(Nat. Commun. 12,5072(2021))。然而,原位组织再生需要合适的生物墨水进行原位打印,打印出与缺损几何形状匹配的更复杂的打印图案,以此来实现完全占据缺损部位的解剖结构,提供微环境和结构支持。
图3 导电水凝胶生物墨水的生物相容性与生物降解性
图4 导电水凝胶生物墨水的原位生物打印性能优化
图6 微创铁磁生物打印用于大鼠部分肝切除模型的原位组织再生。
这种体内支架制造技术可扩展到3D打印负载细胞的组织结构,可能为原位组织再生和体内器官培养开辟了一条新的途径。
华中科技大学博士研究生杨月莹、硕士研究生于正阳、博士研究生路小欢为本文的共同第一作者,华中科技大学臧剑锋教授、华中科技大学同济医学院附属协和医院王征教授、王琳教授为共同通讯作者。
论文链接:http://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.03.011
- 天工大范杰/张青松教授、江南大学万爱兰副教授 JCIS: 基于PNIPAAm的温度响应离子导电水凝胶-用于柔性应变和温度传感 2024-10-10
- 青科大高传慧教授团队 AFM:一种具有高机械强度、坚韧和抗疲劳性的多功能纳米导电水凝胶 2024-09-24
- 华科大罗志强教授团队 Nat. Commun.:应用于慢性神经调控的可注射高稳定性导电水凝胶 2024-09-17
- 南京林业大学黄超伯/熊燃华团队《亚博体育YABO亚博官方网站》:用于植物/人体生理电信号检测的仿生超薄自愈合表皮电极 2024-10-12
- 同济大学郑威、南昆大宋平安 Adv. Mater. :由贻贝启发、自愈合、高效的全聚合物防火涂料 2024-09-02
- NTU魏磊、浙大陈梦晓团队 Adv. Sci.:热拉制技术制备自愈合多功能纤维 2024-05-06
- 苏大孙立宁教授团队王凤霞课题组 ACS AMI:基于碳化丝纳米纤维的可降解型生物兼容的温度传感器-实现细胞外环境温度的实时检测 2022-04-26