En ny metode til 3-D-udskrivning af levende væv

Forskere ved University of Oxford har udviklet en ny metode til at 3D-udskrive laboratoriedyrkede celler til at danne levende strukturer.

Fremgangsmåden kan revolutionere regenerativ medicin, muliggør produktion af komplekse væv og brusk, der potentielt kan understøtte reparere eller forstærke syge og beskadigede områder af kroppen.

I forskning offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , et tværfagligt team fra Institut for Kemi og Institut for Fysiologi, Anatomi og genetik ved Oxford og Center for Molecular Medicine i Bristol, demonstreret, hvordan en række mennesker og dyreceller kan udskrives i vævskonstruktioner i høj opløsning.

Interessen for 3D -udskrivning af levende væv er vokset i de seneste år, men, det har været svært at udvikle en effektiv måde at bruge teknologien på, især da det er svært at gøre nøjagtigt at kontrollere placeringen af ​​celler i 3D. De bevæger sig ofte inden for trykte strukturer, og de bløde stilladser, der er trykt for at understøtte cellerne, kan falde sammen på sig selv. Som resultat, det er stadig en udfordring at udskrive levende væv i høj opløsning.

Men, ledet af professor Hagan Bayley, Professor i kemisk biologi i Oxfords afdeling for kemi, teamet udtænkte en måde at producere væv i selvstændige celler, der understøtter strukturerne for at bevare deres form.

Cellerne var indeholdt i beskyttende nanoliterdråber pakket ind i en lipidbelægning, der kunne samles, lag for lag, ind i levende strukturer. Fremstilling af trykt væv på denne måde forbedrer overlevelsesraten for de enkelte celler, og tillod teamet at forbedre de nuværende teknikker ved at bygge hvert væv en dråbe ad gangen til en mere gunstig opløsning.

For at være nyttig, kunstige væv skal kunne efterligne den menneskelige krops adfærd og funktioner. Metoden muliggør fremstilling af mønstrede cellulære konstruktioner, hvilken, når den er fuldt voksen, efterligner eller potentielt forbedrer naturligt væv.

Dr. Alexander Graham, hovedforfatter og 3D Bioprinting Scientist ved OxSyBio (Oxford Synthetic Biology), sagde:"Vi havde til formål at fremstille tredimensionelle levende væv, der kunne vise den grundlæggende adfærd og fysiologi, der findes i naturlige organismer. Til dato, der er begrænsede eksempler på trykte væv, som har den komplekse cellulære arkitektur af native væv. Derfor, vi fokuserede på at designe en højopløselig celleudskrivningsplatform, fra relativt billige komponenter, der kunne bruges til reproducerbart at producere kunstige væv med passende kompleksitet fra en række celler, herunder stamceller ".

Forskerne håber, at med videre udvikling, Materialerne kan have stor indflydelse på sundhedsplejen verden over. Potentielle anvendelser omfatter udformning af reproducerbare humane vævsmodeller, der kan fjerne behovet for kliniske dyreforsøg.

Teamet afsluttede deres forskning sidste år, og har siden taget skridt i retning af kommercialisering af teknikken og gjort den mere tilgængelig i vid udstrækning. I januar 2016, OxSyBio udspandt officielt fra Bayley Lab. Virksomheden sigter mod at kommercialisere teknikken til industrielle og biomedicinske formål.

I løbet af de kommende måneder vil de arbejde på at udvikle nye komplementære trykningsteknikker, der tillader brug af et bredere udvalg af levende og hybridmaterialer, at producere væv i industriel skala.

Dr Sam Olof, Chief Technology Officer hos OxSyBio, sagde:"Der er mange potentielle applikationer til bioprinting, og vi tror på, at det vil være muligt at oprette personlige behandlinger ved at bruge celler hentet fra patienter til at efterligne eller forbedre det naturlige vævs funktion. I fremtiden vil 3D biotrykt væv kan måske også bruges til diagnostiske applikationer - f.eks. til screening af lægemidler eller toksiner.

"Vi er glade for at have et fortsat forhold til Oxford University og Bayley Group, både i form af licensering af denne nye teknologi og fortsat sponsorering af primær forskning på dette område. "

Dr. Adam Perriman fra University of Bristols School of Cellular and Molecular Medicine, tilføjede:"Bioprintningsmetoden udviklet med Oxford University er meget spændende, da mobilkonstruktionerne kan udskrives effektivt ved ekstremt høj opløsning med meget lidt spild. Evnen til at 3D -udskrive med voksne stamceller og stadig få dem til at differentiere var bemærkelsesværdig, og viser virkelig potentialet i denne nye metode til at påvirke regenerativ medicin globalt. "