研究人员使用3-D打印从干细胞中创建心脏细胞
所有人类从单个细胞开始,然后分裂以最终形成胚胎。根据其相邻细胞发送的信号,这些分裂的细胞然后被开发或分化为特定的组织或器官。
在再生医学,控制实验室中的分化至关重要干细胞可以区分以允许体外器官生长并替代受损的成年细胞,尤其是那些复制能力非常有限的细胞,例如大脑或心脏。
当区分干细胞时,一种常见的科学家是使用化学刺激剂。虽然这种方法非常有效地制作一种单一类型的细胞,但它缺乏重现生物体复杂性的能力,其中有几个细胞类型共存并合作形成器官。
另外,受细胞发育的自然过程的启发,另一种方法涉及将干细胞堆积到小细胞聚集体中,或称为胚胎体的球体。与实际胚胎类似,胚胎体中的细胞细胞相互作用是分化的主要驱动力。从这些胚胎体的产生中,发现胚胎体的细胞数,大小和球体等参数会影响产生的细胞类型。
但是,由于科学家无法控制这些参数,因此他们不得不费力地生产大量的胚胎体,并选择具有适当特征的特定特定体。
为了应对这一挑战,新加坡技术与设计大学(SUTD)的研究人员转向添加剂制造控制胚胎体中的干细胞分化。他们的研究发表在生物打印。
采用多学科方法通过结合3D制造和生命科学的研究领域,博士学位。学生Rupambika Das和助理教授Javier G. Fernandez 3-D印刷了几个微型物理设备,并带有细微的几何形状。他们使用这些设备来通过形成在干细胞的定向分化中证明了前所未有的精度胚胎体(请参阅图像)。在他们的研究中,他们成功地调节参数,以增强心脏中发现的心肌细胞的产生。
“添加剂制造领域正在以无与伦比的速度发展。几年前,我们看到的精确度,速度和成本水平是不可想象的。我们证明的是,3-D打印现在已经达到了几何准确性的位置在能够控制干细胞分化结果的地方。在此过程中,我们正在推动再生医学,以进一步促进添加剂制造业的加速速度。”
“在生物学中使用3-D打印一直集中在使用细胞的细胞印刷人造组织上,以构建人造器官的作品。在以生物启发的方式中使用,我们可以控制细胞在实验室里成长的体内生长。