研究员开发出可增强3D打印结构中细胞存活率的能释放氧气的生物墨水

aau讯（编辑 卢晶）据外媒报道，位于加利福尼亚州洛杉矶的Terasaki生物医学创新研究所的研究人员开发出了一种可释放氧气的生物墨水，该墨水可用于3D打印生物工程细胞构建体。这可以帮助活细胞在植入后的头几天在有限的氧气环境（例如3D打印设备内部存在的氧气环境）中存活。

生物墨水中的心脏细胞（顶部）没有氧气支持，底部（底部）具有氧气释放功能。活细胞被染成绿色，已死亡细胞被染成红色。

据悉，在组织工程和再生医学领域中，开发由支持性生物材料基质中的再生细胞组成的细胞封装构建体具有广阔的前景。这样的创造可以转化为现成的器官移植或皮肤移植，对于需要这种治疗的患者具有巨大意义。

3D打印已成为一种具有巨大潜力的技术，可用于创建具有精确几何形状的定制且精致的细胞结构。在所谓的“生物墨水”中悬浮再生细胞，然后将其打印出来，构成了该技术的基础。

但是，将此类构造（3D打印或其他方式）转换为临床所面对的主要现实瓶颈是，植入体内后，构造中的低氧环境细胞会遇到这种情况。患病的组织可能会遇到血液流动不良的情况，并且植入物中没有任何血管，细胞会经历低氧状态并迅速死亡，从而限制了该方法的实用性。

为了解决这个问题，研究人员试图在构造物中对血管进行工程改造，以使血液通过血管迅速渗透到组织中，这取得了圆满成功。一种替代方法是让周围的血管自然生长到构建物中，但这可能需要一些时间，并且此时被封装的细胞将趋于死亡。

Terasaki研究所的研究人员采用了另一种方法，创造了一种释放氧气的生物墨水，该墨水可以使被包裹的细胞保持生命，直到人体自身的血管可以提供血液。该墨水由含有过氧化钙的明胶甲基丙烯酰基墨水组成，该物质可以长时间释放氧气。过氧化钙还具有释放氢氧化钙的额外好处，从而降低了生物墨水的粘度，使其更易于打印。

“通过向植入的细胞输送氧气，我们将能够改善组织功能并将其整合到宿主组织中，类似的方法可用于使功能性组织具有更长的生存期，以便在很长一段时间内进行药物筛选和病理生理学研究。”参与这项研究的研究人员Samad Ahadian说。目前，该研究已发表在《先进医疗材料》杂志上。

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