愛爾蘭戈爾韋大學研究團隊開發出一種創新生物打印技術,生物能夠使打印出的打印組織根據細胞產生的力量而改變形狀。這一成果模仿了器官在自然發育過程中經曆的性心動態形狀變化,特別適用於心髒組織的脏组织获複製,在功能性生物打印器官領域邁出了重要一步。突破研究成果發表在最新一期《先進功能材料》雜誌上。生物
生物打印技術依賴於“生物墨水”,打印這是性心一種支持活細胞生長和發展的特殊材料。使用這種墨水可以創建與人類器官結構高度相似的脏组织获實驗室培養器官。不過,突破製造完全功能的生物器官仍然是一個挑戰。如目前生物打印的打印心髒組織雖然能夠收縮,但其收縮力遠不及健康成人心髒的性心水平。
傳統的脏组织获生物打印方法傾向於直接重建目標器官的最終形態,而忽視了胚胎發育過程中的突破動態形狀變化對於器官成熟的重要性。以心髒為例,它最初是一個簡單的管狀結構,經過複雜的彎曲和扭轉過程,才發展為成熟的四腔結構。這些形狀變化對心髒細胞的發育和成熟至關重要。
此次團隊引入了一種新型生物打印平台,利用嵌入式生物打印技術,他們生成了能夠在細胞力驅動下進行編程並可預測地發生4D變形的組織。這種變形不僅改善了生物打印心髒組織的結構,還促進了其功能的成熟。
團隊還開發了一個計算模型來預測組織形狀變形的行為,並展示了如何通過調整初始打印幾何形狀和生物墨水硬度等因素,來控製形狀變化的程度。這一研究有望在疾病建模、藥物篩選及再生醫學領域產生深遠影響。