日本学术机构开创3D打印个性化细胞片技术
日本横滨国立大学的研究人员,包括副教授福田淳二、研究生小林优香以及关东学院大学的特别荣誉教授本间英夫,成功地利用3D打印技术,为患者定制专属细胞片。这一创新有望显著加速术后恢复进程,并计划于2018年中启动动物实验。细胞片,由患者自身的细胞培育而成,能够贴合受损部位并与原有器官整合,但传统平面细胞片移植至如小肠、大肠等结构复杂的区域存在挑战。
福田副教授团队的突破在于将核磁共振扫描图像转化为三维模型,并采用微立体光固化成型法(micro stereolithography)铸造出精确匹配内脏形态的器官模型。随后,他们在此基础上培养细胞,创造出个性化细胞片,其设计既便于附着,又能减少细胞片的浪费。
项目初期,团队制作了一个3毫米至4毫米大小的兔子3D模型,对其表面进行了无金属毒性、生物兼容的电镀处理。接着,在电镀层上涂抹短蛋白质进行细胞培养,从而形成兔子形状的细胞片。一旦施加电压,电镀层与蛋白质间的连接被破坏,约5厘米的细胞片便可从模具中取出。在将此细胞片移植至老鼠腹腔膜一周后,研究人员发现细胞片成功融入体内。
当前,大多数细胞片在称为“温度响应型聚合物”的材料上培养,需在20度的环境下等待一小时才能剥离。福田副教授指出,缩短细胞片分离时间,能实现快速移植,有效防止细胞死亡,并且能够制造类似血管的细胞片。