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超短肽对组织工程大有裨益

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妙手带夫 楼主
发布于 2021-04-26 13:13
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Ultrashort peptides go a long way for tissue engineering

一种新的自动化过程打印出含有均匀分布细胞的肽基水凝胶支架。这些支架能够很好地保持它们的形状,并成功地促进细胞生长,这种生长可以持续数周。

“生物打印”——将活细胞整合在一起的3d打印技术——有可能彻底改变组织工程和再生医学。科学家们已经用天然和合成的“生物墨水”进行了实验,打印出支架,在细胞生长过程中固定细胞,形成具有特定形状的组织。但细胞存活也面临着挑战。天然生物墨水,如明胶和胶原蛋白,需要用化学物质或紫外线处理以保持其形状,这影响了细胞的活力。迄今为止测试的合成聚合物水凝胶还需要使用威胁细胞生存的恶劣化学物质和条件。

KAUST生物工程师Charlotte Hauser带领一个研究团队开发了一种生物打印过程,使用超短肽作为支架墨水的基础。他们用异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和环己基丙氨酸的不同组合设计了三种肽。

在实际打印过程中,该团队使用了一种新颖的三进气喷嘴。肽生物墨水进入一个入口,缓冲溶液进入另一个入口,细胞从第三个入口加入。这使得肽墨逐渐与缓冲溶液混合,然后在喷嘴的出口处与细胞结合。一旦墨水喷射出来,它就会立即凝固,捕捉到结构内的细胞。






KAUST生物工程师开发了一种生物打印过程,使用超短肽作为支架墨水的基础。资料来源:KAUST。

博士生Hepi Hari Susapto说:“找到一种支持细胞长期存活的细胞友好型生物材料是很有挑战性的。”“我们用自组装超短肽水凝胶制成的生物墨水有效地解决了这一挑战。”

该团队能够打印出四厘米高的圆柱体,如上图所示,以及一个人形鼻子,它们的形状都保持得很好。

人成纤维细胞、人骨髓间充质干细胞和小鼠脑神经元在水凝胶基质中存活并增殖良好。科学家们在4周内进一步诱导骨髓间充质干细胞在打印支架内分化为弹性软骨样组织。

该团队目前正致力于改变生物墨水的表面化学性质,使其更接近人体细胞环境。

“我们的下一步是生物打印3D疾病模型和微型器官,用于高通量药物筛选和诊断,”Hauser说。“这些可以帮助减少寻找更有效和个性化药物的时间和成本。”


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