FLUICELL与瑞典研究人员合作将神经细胞生物3D打印成复杂图案

时间：2021-01-08 08:31 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网1月8日讯，医疗技术公司Fluicell的科学家已经与临床研发公司Cellectricon和瑞典卡罗林斯卡学院大学合作，将神经细胞生物3D打印成复杂的图案。利用Fluicell Biopixlar平台上的微流控打印头，研究人员能够在3D结构内准确排列大鼠脑细胞，而不会损害它们的生存能力。产生的脑组织可用于模拟神经系统疾病的进展或测试相关药物的功效。
Cellectricon首席执行官Mattias Karlsson表示：“我们一直在使用Biopixlar来开发用于打印不同类型神经元细胞的协议，我们对其性能感到非常满意。 “这项激动人心的技术有可能为广泛的中枢性和PNS相关疾病的体外建模开辟全新的途径。”

利用Fluicell的Biopixlar平台，科学家们能够精确地3D打印一系列基于细胞的结构（如图）。图片来自Fluicell。
Fluicell的精密3D打印工艺
Fluicell于2012年从查尔默斯科技大学分拆出来，于2019年11月选择与Biopixlar一起推出其第一台生物打印机。该机器被称为“多合一发现平台”，能够在一次运行中打印多个不同的单元，同时保持较高的精度和分辨率。Fluicell的系统包括机械臂，电动平台和游戏手柄界面，允许用户手动放置细胞。该机器提供的精确度使其具有潜在的薄页印刷应用程序，并且自推出以来，该公司一直在寻求展示其临床能力。
该公司与Cellectricon签署了beta协议，旨在通过该协议评估其技术在神经研究中的使用情况。考虑到绘制脑部疾病图谱通常需要使用多种细胞类型，合作伙伴认为Biopixlar可用于改善患者的预后。先前的打印人造组织的方法集中在基于挤压或激光的方法上，其中许多方法需要使用牺牲凝胶来限制其准确性。相反，使用微流体过程，Fluicell小组发现他们能够精确控制沉积的细胞，而不会抑制其生长。

Biopixlar的微流体喷嘴（如图所示）使研究小组能够对细胞进行再循环，从而使它们能够在测试过程中达到较高的准确性。图片来自《科学报告》杂志。
对Biopixlar打印机进行测试
        Biopixlar的主要优势在于，它具有一个带有三个独立腔室的打印头，并且在测试过程中，该团队能够避免交叉污染。这些细胞还被限制在循环流中，这意味着它们只有在与表面牢固地相互作用后才能沉积。使用这种方法，科学家们能够收集和再利用任何未附着的细胞，同时保持对细胞图案的高度控制。此外，通过仔细的压力平衡，该团队发现他们可以实时调整组织的比例和布局，从而使过程具有极大的适应性。
         在更高级的测试中，研究人员将成人皮肤和癌细胞都打印到了2D组织中，其存活率超过99％。一旦暴露于视黄酸（RA）皮肤药物，癌细胞中产生肿瘤的CK 10蛋白就会下降25％，这证明了该组织在临床研究中的潜力。
        通过使用聚赖氨酸（PLL）作为细胞“胶水”附着这些二维组织中的几个，该团队最终能够将它们分层成活的脑癌模型。据科学家称，他们新颖的基于PLL的方法表明Biopixlar具有足够的非侵入性和精确性，可以保证将其广泛用作诊断工具。
生物打印软组织结构
       尽管全尺寸的3D打印人体器官距离现实还差很多年，但科学家们已经在制造用于特定目的的较小组织方面取得了重大进展。例如，清华大学的研究人员还进行了3D生物打印的脑样组织的培养，能够培养神经细胞。在将它们的加成结构注入实验大鼠的皮层后，研究小组发现它们能够形成刺激响应电路。另一方面，3D生物打印公司T＆R Biofab与制药公司HK inno.N合作制造了一系列人造皮肤“测试对象”。细胞结构是针对不同皮肤功效的深入研究计划的一部分疾病药物。

在其他地方，美国大学的一个协作小组采用了另一种方法，并开发了一种直接在体内对组织进行3D生物打印的方法。该小组的流程基于一种新颖的生物墨水，该墨水能够体外构建细胞，从而消除了任何潜在的手术并发症的风险。

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