生物墨水？ECM生物墨水在血管化方面表現(xiàn)出色，通過使用微相分離產(chǎn)生由dECM增強(qiáng)的藻酸鹽組成的組織特異性rECM水凝膠，克服了凝膠化所需時(shí)間長(zhǎng)、細(xì)胞生長(zhǎng)受限等問題。藻酸鹽和dECM的組合滿足了3D生物打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，包括剪切稀化行為、抵抗細(xì)胞沉降的能力、快速膠凝以及在交聯(lián)的水凝膠中保留相分離的ECM。那么，生物墨水？一起來了解一下吧。
創(chuàng)新生物墨水技術(shù)為3D打印骨骼肌再生帶來了顯著提升，寺崎生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院（TIBI）的研究成果在《高分子生物科學(xué)》上發(fā)表。新研發(fā)的生物墨水含有工程化的微粒，這些微粒能持續(xù)釋放胰島素樣生長(zhǎng)因子-1（IGF-1），有助于肌肉前體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成熟的肌纖維，并促進(jìn)它們的有序排列。這一突破性進(jìn)展對(duì)于修復(fù)肌肉損傷具有重要意義，傳統(tǒng)移植治療常因神經(jīng)化不足和并發(fā)癥而效果受限。
骨骼肌損傷修復(fù)難題在于，其發(fā)育過程復(fù)雜，涉及肌前體細(xì)胞的融合和分化。盡管已嘗試通過電紡等技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有序，但在細(xì)胞成熟和功能上尚存不足。TIBI的研究團(tuán)隊(duì)利用3D生物打印技術(shù)，結(jié)合了GelMA生物相容性水凝膠、肌前體細(xì)胞和IGF-1釋放微粒，通過微流控系統(tǒng)精確調(diào)控釋放。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，新型生物墨水顯著提高了肌前體細(xì)胞的排列和分化能力，十天內(nèi)已觀察到肌肉結(jié)構(gòu)開始自發(fā)收縮。在小鼠試驗(yàn)中，持續(xù)釋放IGF-1的肌肉組織顯示出最佳的六周再生效果，并觸發(fā)有益的組織修復(fù)炎癥反應(yīng)。TIBI的總監(jiān)Dr. Ali Khademhosseini強(qiáng)調(diào)了IGF-1在肌肉成熟和排列中的關(guān)鍵作用，認(rèn)為這種策略在創(chuàng)建功能性肌肉組織方面具有巨大潛力。
總結(jié)來說，研究者們利用3D打印和IGF-1釋放微粒，開辟了肌肉組織工程的新途徑，有望改善現(xiàn)有療法并推動(dòng)肌肉再生和成熟技術(shù)的革新。
BIO INX?致力于3D生物打印及生物制造的材料與生物墨水的商業(yè)化，其多學(xué)科團(tuán)隊(duì)具備化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程背景，深耕聚合物、生物材料、3D打印與組織工程領(lǐng)域，擁有20年專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。生物墨水作為3D生物細(xì)胞和組織打印的材料，BIO INX為三種打印技術(shù)提供等效生物兼容性材料：基于擠出的打印、基于數(shù)字光投影的打印與基于高分辨率激光的打印。生物墨水適用于各種組織類型，廣泛應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)、藥物篩選與化妝品測(cè)試。
BIO INX主要產(chǎn)品系列分為多光子光刻生物墨水與基于沉積的3D打印墨水。
系列1：用于多光子光刻的生物墨水包括：
1. HYDROBIO INX X100：基于明膠的水凝膠，具備傳統(tǒng)明膠基質(zhì)材料優(yōu)勢(shì)，雙光子聚合性能高，反應(yīng)性與固化速度快。此墨水處理速度快，有助于提升細(xì)胞活力，生物降解性允許細(xì)胞重塑環(huán)境，新細(xì)胞外基質(zhì)隨時(shí)間取代原材料。
2. DEGRAD INX：聚酯基質(zhì)合成樹脂，3D打印適用于多光子光刻，生物降解性，具備生物相容性、柔韌性和易于加工的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高分辨率打印。
3. HYDROTECH INX：合成樹脂，用于多光子光刻生成堅(jiān)固水凝膠微結(jié)構(gòu)，提供簡(jiǎn)單快速處理，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可打印使用至少100毫米/秒激光功率。
BIO INX?致力于3D生物打印或生物制造的商業(yè)化，專注于開發(fā)用于3D生物細(xì)胞和組織打印的材料和生物墨水。其多學(xué)科團(tuán)隊(duì)擁有化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程背景，以及在聚合物、生物材料、3D打印和組織工程領(lǐng)域的深厚專業(yè)知識(shí)。他們致力于為基于擠出、數(shù)字光投影和高分辨率激光的三種主要打印技術(shù)提供等效的生物相容性材料。生物墨水的應(yīng)用范圍廣泛，包括再生醫(yī)學(xué)、藥物篩選和化妝品研究。通過提供適用于多種打印技術(shù)的生物墨水產(chǎn)品組合，BIO INX能夠?qū)崿F(xiàn)從數(shù)百微米到數(shù)百納米的分辨率，滿足不同需求。
BIO INX的產(chǎn)品系列包括用于多光子光刻的生物墨水、用于基于沉積的3D打印的墨水，以及用于制造支架的合成剪切稀化細(xì)胞相互作用墨水。產(chǎn)品系列包括HYDROBIO INX X100、DEGRAD INX、HYDROTECH INX、GEL-MA INX X100、GEL-MA INX X210、EASYGEL INX、STABLE INX、SOLID INX和SUPPORT INX等。HYDROBIO INX X100是一種基于明膠的水凝膠生物墨水，結(jié)合了雙光子聚合加工性能，具有高反應(yīng)性和快速固化的特點(diǎn)。DEGRAD INX是一種用于多光子光刻的合成樹脂生物墨水，具有生物降解性，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率打印。
哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)確實(shí)制作出了一種可用于3D生物打印的“微生物墨水”。這種墨水的主要特點(diǎn)和意義如下：
成分與制作：這種“微生物墨水”完全由基因工程微生物細(xì)胞所制成。研究團(tuán)隊(duì)通過基因工程將大腸桿菌細(xì)胞和納米纖維嵌入微生物墨水中，實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)單體自下而上的分層自組裝為納米纖維，并進(jìn)一步構(gòu)成了包含可擠出水凝膠的納米纖維網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)用領(lǐng)域：該微生物墨水可用于3D生物打印。3D生物打印是一種從3D打印技術(shù)演化而來的技術(shù)，能夠生產(chǎn)具有精確控制組織復(fù)雜度的3D組織構(gòu)建物。這種微生物墨水為3D生物打印提供了一種新的、具有潛力的生物墨水材料。
技術(shù)意義：這項(xiàng)成果對(duì)于3D生物打印技術(shù)領(lǐng)域具有重大意義。它推動(dòng)了開發(fā)具有可調(diào)機(jī)械強(qiáng)度、高細(xì)胞活力和高打印保真度的高級(jí)生物墨水的發(fā)展，為3D生物打印技術(shù)提供了新的研究方向和思路。
潛在應(yīng)用：這種微生物墨水顯示了3D打印治療性生物材料、隔離性生物材料和可調(diào)節(jié)性生物材料等多種潛在應(yīng)用的可能性，為生物醫(yī)學(xué)和組織工程領(lǐng)域帶來了新的機(jī)遇。
哈佛大學(xué)的David J. Mooney教授研究團(tuán)隊(duì)在Nature Materials上發(fā)表的論文“Matrix viscoelasticity controls spatiotemporal tissue organization”，深入探討了生物墨水/基質(zhì)粘彈性如何影響組織形態(tài)。研究表明，包裹球形乳腺上皮細(xì)胞團(tuán)簇的粘彈性基質(zhì)能夠指導(dǎo)空間和時(shí)間上的組織增殖。通過觀察，研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)的粘彈性可以促進(jìn)細(xì)胞團(tuán)簇的不對(duì)稱性增加，形成侵入性指狀突起。這些突起在體內(nèi)和體外都能觀察到Y(jié)AP核遷移和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變（EMT）現(xiàn)象。研究通過建立形態(tài)學(xué)穩(wěn)定性分析相圖，將基質(zhì)粘彈性、組織粘度、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性和細(xì)胞分裂速率等因素關(guān)聯(lián)起來，通過腸類器官的體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。這項(xiàng)工作強(qiáng)調(diào)了應(yīng)力松弛機(jī)制在組織生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)中的作用，揭示了組織生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)是形態(tài)發(fā)生和腫瘤發(fā)生的基本過程。
在研究中，Mooney教授團(tuán)隊(duì)首先探討了粘彈性生物墨水對(duì)MCF10A非惡性乳腺上皮細(xì)胞團(tuán)簇組織生長(zhǎng)的影響。選擇由天然多糖海藻酸鹽形成的水凝膠作為生物墨水，因?yàn)椴溉閯?dòng)物細(xì)胞不表達(dá)降解該聚合物的酶，從而消除與基質(zhì)降解有關(guān)的影響。通過改變海藻酸鹽的分子量和鈣交聯(lián)劑的濃度來實(shí)現(xiàn)粘彈性變化，創(chuàng)建了固定彈性模量（G ≈ 5000 Pa）的生物墨水，但其應(yīng)力松弛時(shí)間從30秒到350秒不等。
以上就是生物墨水的全部?jī)?nèi)容，BIO INX?致力于3D生物打印及生物制造的材料與生物墨水的商業(yè)化，其多學(xué)科團(tuán)隊(duì)具備化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程背景，深耕聚合物、生物材料、3D打印與組織工程領(lǐng)域，擁有20年專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。生物墨水作為3D生物細(xì)胞和組織打印的材料，BIO INX為三種打印技術(shù)提供等效生物兼容性材料：基于擠出的打印、內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)，信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。
