3D生物打印在软骨修复中的应用*

关节软骨损伤后的自我修复是医学界一直在研究和探讨的难题。3D生物打印技术可以精准的分配载细胞生物材料,构建复杂的三维活体组织,在优化软骨缺损修复组织的内部结构、机械性能以及生物相容性上有很大优势,因此近年来成为软骨修复组织工程领域的研究热点。重点介绍了软骨生物3D生物打印的最新进展,包括软骨生物打印“墨水”材料的选择、种子细胞的来源以及3D生物打印技术的发展。此外,还阐述了3D生物打印技术在组织工程学应用上的部分局限性,并对其在软骨修复领域的发展与应用进行了预测。     

光交联水凝胶在组织工程中的研究进展

由于生物相容性、可降解性、与天然细胞外基质结构的相似性,水凝胶成为组织工程的研究热点与重点。基于原位形成和可注射性、与现有加工技术(3D打印、静电纺丝)的兼容性,光交联水凝胶在组织工程领域广泛应用。综述了近年来光交联水凝胶在组织工程领域的研究进展,包括其在软骨组织、骨组织、脂肪组织、牙周组织和皮肤组织方面的研究思路及应用进展,以期为后续光交联水凝胶作为组织工程支架的研究提供参考。     

PNAS：新细胞打印技术细胞存活率接近100％

据物理学家组织网2月10日报道,美国休斯顿卫理公会研究院的研究人员开发出一种可将活细胞打印到任何表面和几乎任何形状上的技术。且整个过程中几乎所有的细胞仍能存活。新技术犹如中国古代木刻版印刷术和现在儿童橡皮印章玩具,与喷墨打印方法有所不同。该研究成果刊登在最新一期的美国《国家科学院院刊》上。     

日本开发出观测活细胞RNA的新技术

日本研究人员日前开发出一种人造核酸,它能够标识拥有特定碱基序列的核酸。借助这样的人造核酸,研究人员观测到了活细胞中RNA（核糖核酸）的活动情况。     

《应用化学》：开发出观测活细胞RNA新技术

日本研究人员日前开发出一种人造核酸,它能够标识拥有特定碱基序列的核酸。借助这样的人造核酸,研究人员观测到了活细胞中RNA（核糖核酸）的活动情况。     

研发动态

美国首次人工合成能维持生命的蛋白质美国普林斯顿大学近日首次成功地构建了维持活细胞生长的人造蛋白质,这一研究成果有可能在未来帮助科学家们构建出新的生物系统。研究人员构建了自然界中前所未见的遗传序列,并利用这些序列生成了可维持细胞生命的物质。     

利用猪皮凝胶进行3D细胞培养

<正>组织细胞在培养基通常是平面生长。为了更好的模拟真实的生物组织,了解细胞之间的相互关系,多年来很多实验室开展了3D细胞培养技术研发。而一些3D培养的细胞已经用于药物筛选和组织再生等方面。本研究则以猪皮为材料制作培养基,利用它富含细胞生长的营养和支持结构以及它的溶胶与凝胶的特点实施3D细胞培养。猪皮凝胶的基本制作方法如下:新鲜猪皮洗净后,在开水中煮沸5min,使皮肤与皮下组织脂肪之间的     

3D技术制备骨修复生物材料的功能和安全性评价

配制PLGA/HA复合生物材料,应用3D打印技术制造可移植入体内的骨支架,通过体外物理和生物学方法检测其性能,最后通过动物体内实验对其进行安全性评价。方法:使用3D打印技术打印PLGA/HA复合物立体支架生物材料,参照GB/T 1040和GB/T 9341检测支架材料的拉伸强度和弯曲强度,验证其支持h MSC的增殖及分化能力,并按照医疗器械生物学评价标准(GB/T16886)对支架材料进行体外和体内生物相容性及生物安全性评估。结果:成功制作了PLGA/HA复合材质的多孔3D支架材料;复合材料的机械拉伸强度和弯曲强度分别为38MPa和42MPa,是正常人软骨的5.35倍和5.25倍;体外细胞试验证明3D支架可支持h MSC增殖和分化为软骨细胞,生物安全性试验结果表明支架符合国家医疗器械生物学评价标准。     

生物三维打印的研究进展

三维(3D)打印具有灵活性和精密性的特点,已在军工、航天等制造行业中发挥重要作用.随之兴起的生物3D打印在再生医学领域同样具有广泛的应用前景.生物3D打印是将打印的墨水改成含有活细胞的混合物,从而构建活体组织器官.目前生物3D打印更多的是应用于硬组织的仿生重建和新型给药装置的制备,但具有生物活性、更复杂的组织器官的重建还处于探索阶段.本文主要对3D打印在生物医学上的应用进行综述,讨论生物3D打印目前面临的问题,并探讨生物3D打印的未来发展方向.     

Science子刊:干细胞衍生细胞或有望治疗先天性再生障碍性贫血

正近日,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自波士顿儿童医院干细胞研究项目的研究人员首次利用患者自身的细胞开发出了类似于骨髓细胞的细胞类型,随后研究人员利用这些新型细胞进行研究鉴别出了治疗罕见血液疾病的潜在疗法。研究人员对来自两名先天性再生障碍性贫血(DBA)患者机体的血液祖细胞进行研究,DBA事一种罕见的严重血液障碍,主要表现为患者机     

骨科3D打印技术安全性和有效性非对照研究综述

目的 评价骨科3D打印技术临床应用的安全性和有效性。方法 通过非对照研究的系统性综述,分析 3D打印技术在骨科临床应用的安全性和有效性。结果 无对照研究分析显示：螺钉穿破皮质发生率为3.83%（按螺钉数计算）,并发症发生率为2.13%,手术感染发生率为0.28%,假体问题发生率为0.79%,平均手术时间为139.23分钟,部分安全性和有效性指标的评价结果与有对照研究的结果相似。结论 虽然3D打印技术在骨科的临床应用有一定价值,但其推广还需经济学评价。     

基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程中的应用*

天然水凝胶是指原材料来自于天然生物材料的水凝胶。由于这种天然的聚合物含有构成生物体的天然成分,与天然组织具有生物学和化学相似性,而受到特别关注。天然水凝胶由于其与细胞外基质高度的相似性被认为是骨组织工程中优良的仿生基质材料。而针对天然水凝胶机械性能差、成骨诱导性能弱等缺陷,通常需要对天然水凝胶进行改性、引入其他材料或生物活性因子,以此来获得更适用于骨组织工程支架材料。对近年来基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程的应用,与其不同的应用形式(可注射水凝胶、多孔水凝胶支架、3D生物打印水凝胶支架等)进行了概述,以期对这类基于天然水凝胶的生物材料在未来骨组织工程中的应用提供参考。     

基于CT数据的颌骨支架材料有限元分析及3D打印模型研究

本研究基于CT数据对颌骨支架材料进行有限元分析及3D打印模型研究,为了进一步确定CT技术与3D打印技术在骨组织构建工程的可行性,同时探讨构建骨组织支架材料工程的技术问题,本研究利用骨缺损区域的CT数据进行三维构建,对武汉市第一医院颌面外科颌骨囊肿患者的颌骨缺损区进行CT扫描,再将DICOM数据导入Mimics中,根据CT数据对颌骨缺损部分进行三维建模。支架材料内部形态基于Pro/E软件设计3种不同的支架-立方体结构、蜂窝结构、仿生骨结构。设置支架材料负载为90 N,泊松比为0.3,弹性模量为11 Gpa,地面为完全约束,对支架结构的形变及应力进行有限元分析。构建的支架结构导入Magics中,输出STL格式,连接3D打印机制备支架的三维模型实体模型。本实验发现:(1)使用3D打印技术制得三种支架实体模型,支架材料模型外部形态和颌骨骨缺损区内部结构高度匹配。(2)分别对三种支架模型结构进行有限元分析,分析符合要求。(3)基于布尔运算对支架模型的外部形态同骨缺损区进行匹配。基于CT数据,计算机辅助设计及Mimics三维软件,重建三维模型,利用3D打印技术制造支架实体模型。有限元分析的表明,在同等条件下,立方体结构的支架具有较好的力学性能。     

成纤维细胞在壳聚糖/PHEA水凝胶膜上的粘附与生长行为

水凝胶是一类广泛溶涨于水 ,呈三维网状结构的聚合物具有很高的生物相容性 ,广泛地用于生物材料 ,如眼球的晶状体、人造脏器以及人造皮肤等。高含水量的水凝胶不利于细胞粘附 ,研究能使细胞粘附并生长的水凝胶是开发其在组织工程材料领域应用的关键 ,细胞易于粘附的水凝胶可用于细胞培养基材和组织工程移植支架材料。一般来说 ,由于细胞表面带有负电荷 ,带正电荷的基材表面 (如 ,多熔素 (Ｐｏｌｙｌ ｙｓｉｎｅ) )有利于细胞粘附 ,而带有酸性或中性基团的材料不利于细胞粘附[1 ] ,而且带高负电荷密度的基材会导致细胞新陈代谢的紊乱并抑制细…     

3D打印生物质基复合材料研究进展及应用前景

3D打印技术是智能制造领域的一项颠覆性创新技术,必将深刻影响和变革社会生产模式与人类生活方式,更为重要的是,这一技术的出现为多元化、高值化利用来源广泛的生物质材料提供了新的机遇和方向,是生物质材料产业化发展与可再生利用的又一全新途径。3D打印材料的开发与3D打印智能制造技术密切相关,是该技术可持续发展的关键和核心要素之一。文章综述了开发生物质基材料用于3D打印的发展,着重介绍了木质纤维素材料在不同3D打印技术中的研究现状,并对3D打印生物质基材料的开发和发展前景进行了展望。     

Nature:研究首次在实验室利用人多能性干细胞制造出造血干细胞

正在一项新的研究中,来自美国波士顿儿童医院等研究机构的研究人员首次在实验室中利用能够产生体内几乎任何一种细胞类型的多能性干细胞制造出人造血干细胞。这一进展为研究血液疾病的根本原因和利用病人自己的细胞产生用于治疗目的的免疫匹配性血细胞开辟新的途径。相关研究结果在线发表在Nature期刊上。论文通信作者、波士顿儿童医院干细胞移植项目主任     

法研制人工椎间盘

法国医务人员和国家原子能委员会新近共同研制成功一种由聚合物和钛制成的人造椎间盘。目前,研究人员正在测试其寿命,并计划在两年内正式投入临床使用。 该项目负责人菲利普·拉贝表示,研制人造椎间盘的目的是用它取代椎间盘突出症患者受损的纤维软骨,彻底解除这些患者的病痛。他介绍说,这种人造椎间盘的中心部分是由聚     

3D打印技术在植物繁殖生态学中的应用进展与评述

3D打印(3D printing)是以数字化模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体的一项技术。由于3D打印具有灵活和精密的特点,这一技术已经在军工、航天等制造行业中发挥了重要作用。鉴于3D打印的独特优势,该技术也可以在植物繁殖生态学研究中发挥作用而且具有广阔的应用前景,但目前还处于探索阶段。该文概述了3D打印技术以及植物繁殖生态学的花特征进化研究,同时总结了3D打印技术在植物繁殖生态学领域的最新研究进展,并探讨将来可能的发展方向。     

压电式微喷技术在细胞打印领域的应用

细胞获取和培养的过程是组织工程构建的重要环节; 3D生物打印技术可以支撑组织工程的发展。通过"声波"使微量流体在惯性力和流体粘性力相互作用下实现脉冲流动的压电式微喷技术应用于细胞打印领域属于新兴工艺,具有精度高、效率高、成本低等特征。在介绍压电式微喷技术系统和原理基础上,分析了压电驱动方式、压电参数、脉冲驱动电压波形、生物细胞油墨对细胞打印的影响;给出了压电式微喷技术在高存活率细胞获取、高效率构建细胞三维组织方面的应用研究案例;总结了其在细胞打印领域的应用现状,并指出研究方向及意义。     

体外构建组织工程化软骨的初步研究

观察用藻酸钠凝胶在体外长期培养软骨细胞的情况,为求进一步用藻酸钠凝胶在体外构建组织工程化软骨提供初步研究.将传代培养的、细胞终浓度为1×107/mL的软骨细胞复合藻酸钠凝胶,注入圆柱形模具中,将模具分别浸入100、200、300 mmol/L的固化剂氯化钙溶液中,固化15 min使其成形,于体外培养2、4、6周后,行HE染色、阿尔新蓝染色,了解软骨细胞的生长情况.2、4、6周时软骨细胞与藻酸钙凝胶复合良好并能在其中保持活性及分裂能力,且在6周时出现类软骨变化.因此藻酸钠凝胶是可用于体外构建组织工程化软骨的生物材料.