來源:e鍵打印
發布時間:2015-06-04 09:14:14
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3D打印人體器官,是生物學家和3D打印愛好者極為關注的話題。近日,清華大學化學系劉冬生課題組合作的研究成果“DNA水凝膠”向這一夢想邁進了一大步。
最近,劉冬生課題組與英國瓦特大學舒文淼(Will Shu)的合作項目獲得突破性成就,他們成功地將DNA水凝膠材料應用于活細胞的3D打印,其論文發表在《德國應用化學》并予重點報道。2月26日,《自然》雜志也報導了其研究成果,并評價該材料為“一種非常有前景的打印三維組織和人工器官的材料。”
(該期《自然》,左下為相關報道)
水凝膠具有類似于細胞質基質和高含水的特點,被視為三維組織打印和人工器官制備的首選材料,為當前化學、材料和生命醫學研究熱點。打印活細胞的材質需具備細胞相容性、通透性力學強度和快速成型的等條件,DNA水凝膠是是首次滿足這些苛刻條件的材質。
不同尺寸的3D打印DNA水凝膠粒子經過多次打印,可達到厘米級并且可以自支撐(見右上小圖)。
(圖為3D打印的清華大學英文縮寫,每個字母大小約為1平方厘米)
(圖為3D打印的三角形結構,邊長1厘米
)
“此項成果的意義在于,我們制備了一類新的水凝膠材料,能夠同時滿足多項活細胞3D打印的需求:速度快,可以達到秒級成型;條件溫和,過程完全在生理條件下完成,不涉及化學反應以及能夠對細胞造成傷害的外界刺激;強度、通透性好,打印出來的產品最終尺寸可以達到厘米級別以上的尺度,不變形和軟化,還能夠保證細胞生長所需營養物質的輸送”,對于該研究成果的亮點,劉冬生教授解釋說。
“此材料還具有非常好的觸變性和自修復性能,在細胞生長的同時可以不斷改變自身的結構,能夠在保證對細胞提供足夠支撐的情況下不限制其擴增;更重要的是,此凝膠材料可以根據需要迅速分解不殘留,為將來3D打印器官的活體移植創造了條件。”
創客聯盟小編獲悉,劉教授的項目還得到了國家自然基金委員會、科技部973計劃以及清華大學自主研究計劃的鼎力支持。