新西兰领先生物打印研究团队CReATE

Christchurch再生医学和组织工程团队(CReATE),是来自新西兰奥塔哥大学(University of Otago)的一支跨学科研究团队,该团队目前正在开发新的3D生物打印技术和生物材料以修复由于创伤和疾病受损的组织。具体地说,他们主要使用病人软骨和干细胞结合特殊的生物墨水来创建人类组织和骨骼。

据悉,这支再生医学研究团队是由副教授Tim Woodfield带领的,他们正处于细胞生物学、生物材料和工程领域的交叉地带,希望能够找到并确认可以控制组织以3D的方式生长的复杂细胞环境。该团队坚信,他们终有一天能够制造出功能性的人体部件。据Woodfield介绍,目前他们研发的关键是一种新型的生物墨水,这些生物墨水的任务是对凝胶状物质形成支撑,而后者主要用于排列和培育人类细胞。

副教授Tim Woodfield

“我们已经开发了一种3D组织装置(3D Tissue Assembly),在这个装置里,我们使用细胞或干细胞组成了数百个小型组织模块,并用我们的3D打印机让它们在一个支架上逐层连接起来。”Woodfield解释说。“这些细胞爱在一起,这种方式制造出了一种更大但更强,和具有更多功能的组织。”

使用一种特殊的3D生物打印机——也是新西兰最先进的生物打印机——CReaTE已经能够3D打印出不同种类的人体组织。研究人员会根据自己要打印的是软骨还是骨骼来选择特定的生物墨水,这种墨水在打印过程种会在可见光的照射下变硬。这种可见光工艺使得该研究团队的生物墨水领先于其他同类的生物墨水,后者通常需要用UV光来硬化。“由于可见光更为温和,我们的生物墨水可以实现85%的细胞活性。”Woodfield说。

3D打印的生物墨水

CReaTE研究团队相信其3D生物打印人体组织最终能为膝关节和髋关节损坏的患者提供改变生活的解决方案。通过使用人体细胞和3D生物打印组织,研究人员将能够刺激损坏的人体部位再生。这将会使患者避免进行痛苦的膝关节或髋关节置换,这无论是对于个人医疗还是整个卫生系统来说都是一大进步。“我们临床研究显示,到2030年,肥胖和老年人群对于髋关节和膝关节置换需求将增加270%。”Woodfield强调说。

据奥塔哥大学称,CReaTE的研究主要应用领域是关节软骨修复及神经再生,以及与脊柱和全关节置换干预措施相关的临床骨科医疗器械研究。相应地,其研究分为三个主要领域:组织工程和再生医学、先进的支架设计、生物制造和骨科医疗器械。

生物制造的支架

最近,CReaTE独特生物墨水的研究成果已经被发表在了《ACS Biomaterials Science and Engineering》杂志上,其作者是Woodfiel和奥塔哥大学研究员Khoon Lim博士。另外该团队还在组建一座生物实验室(BioFab lab),其中会有几台定制的3D生物打印机。

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