研究人員3D打印模仿人類膽管的組織

  眾所周知，膽管在身體中起著至關重要的作用，其將膽汁從肝臟帶到腸道以促進消化。然而，膽管癌的存活率低得驚人，而且治療方式是在疾病發(fā)現(xiàn)早期將膽管的受影響部分切除。對于那些患有膽管疾病的人來說，現(xiàn)在有一個好消息，因為西北大學的研究人員已經3D打印了一個模仿它的迷你組織。

  據悉，這項研究記錄在題為“Tailoring nanostructure and bioactivity of 3D-printable hydrogels with self-assemble peptides amphiphile (PA) for promoting bile duct formation”的研究中。論文主要作者Ming Yan和同事們3D打印了一個由兩親性肽組成的納米結構，或PA、bioink、膽管細胞或膽管。

  “3D打印已經擴展了我們?yōu)榻M織工程應用生產可復制和更復雜的支撐結構的能力，為了增強這些包含納米結構特征或特定生物信號傳導的3D打印支架內的生物響應，可能是優(yōu)化組織再生的有效手段。肽兩親物（PA）是一種多功能超分子生物材料，具有可調整的納米結構和生化特征。PA廣泛用于組織工程應用，例如血管生成、神經發(fā)生和骨再生。因此，PA的加入是一種潛在的解決方案，可以極大地擴大生物3D打印水凝膠在再生醫(yī)學領域的實用性?！?/span>

  將PA和膽管細胞與硫醇化明膠在37℃下混合，并使用EnvisionTEC 3D-Bioplotter（在市場上使用最多的生物打印機之一）在4℃下進行3D打印。該材料保留完整性，打印成能夠支撐多層支架的長絲的生物連接物。研究人員通過將乙二醇衍生物與鈣離子交聯(lián)來穩(wěn)定支架；在37℃的溫度下培養(yǎng)一個月以上觀察到支架穩(wěn)定性。

  研究人員還探討了使用層粘連蛋白衍生肽（Ile-Lys-Val-Ala-Val，IKVAV）及其包含在生物鏈中對膽管影響的細胞。層粘連蛋白是細胞粘附所必需的分子，并且在生物打印后，膽管細胞在體外保持活力。染色顯示形成以功能性膽汁細胞為基礎的管結構的；當在IKVAV bioink中培養(yǎng)時，結構表現(xiàn)出增強的形態(tài)，形成功能性管狀結構。

  這是首次使用輔助PA的基于bioink系統(tǒng)進行的膽管組織工程。這項研究表明許多承諾；生物打印的膽管以及使用bioinks創(chuàng)建的體外系統(tǒng)對于研究膽管癌以及治療的檢測具有潛在的價值。目前，膽管癌是一項可以接受的嚴重診斷，但通過這項工作為更好的理解和更有效的治療提供了希望。

  作為下一步，研究人員現(xiàn)在想優(yōu)化肽濃度并測試生物鏈中的其他信號分子，以增強模擬肝臟中發(fā)現(xiàn)的功能性管狀結構的形成。

  據悉，該研究論文的其他作者包括P.L. Lewis和R.N. Shah。

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