科學(xué)家開(kāi)發(fā)新細(xì)胞打印技術(shù) 細(xì)胞存活率近100％
發(fā)布時(shí)間：2025-03-28 點(diǎn)擊：17
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2月10日?qǐng)?bào)道，美國(guó)休斯頓衛(wèi)理公會(huì)研究院的研究人員開(kāi)發(fā)出一種可將活細(xì)胞打印到任何表面和幾乎任何形狀上的技術(shù)，且整個(gè)過(guò)程中幾乎所有的細(xì)胞仍能存活。新技術(shù)猶如中國(guó)古代木刻版印刷術(shù)和現(xiàn)在兒童橡皮印章玩具，與噴墨打印方法有所不同。該研究成果刊登在最新一期的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。
該研究院納米醫(yī)學(xué)博士秦立冬（音譯）說(shuō)，這種方法在短短半個(gè)小時(shí)內(nèi)可產(chǎn)生2d細(xì)胞陣列，打印出的細(xì)胞緊密到接近5微米（大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞在10到30微米寬），并允許使用許多不同類型的細(xì)胞。研究人員將這種技術(shù)命名為批量細(xì)胞打印（bloc打印）。
噴墨打印方法打印二維和三維細(xì)胞已基本成功，但有時(shí)只有一半細(xì)胞在打印過(guò)程中存活。秦立冬說(shuō)：“基于噴墨的細(xì)胞打印會(huì)使許多細(xì)胞受損或死亡。而細(xì)胞打印主要用于藥物開(kāi)發(fā)和組織再生、細(xì)胞功能和細(xì)胞間通訊的研究，這就要求細(xì)胞只有是活的才能發(fā)揮作用。而當(dāng)細(xì)胞退出噴墨噴嘴，就只有50%到80％的成活率。我們的bloc打印，接近100％的打印細(xì)胞仍是活著的。”
bloc打印通過(guò)操縱微流體引導(dǎo)活細(xì)胞進(jìn)入在硅膠模具里的鉤狀陷阱。細(xì)胞流沿著模具的一列，越過(guò)被困的細(xì)胞到下一個(gè)可用的槽隙，最終建立一行細(xì)胞單元，形成網(wǎng)格線。在模具的創(chuàng)建過(guò)程中，陷阱的位置和間距，以及由細(xì)胞通行形成的通道形狀可自行配置。當(dāng)模具被移走后，活的細(xì)胞留下，附著在生長(zhǎng)介質(zhì)或其他基質(zhì)上按規(guī)定形成。
該研究小組通過(guò)癌變細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞對(duì)bloc打印進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)在網(wǎng)格中排列轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞，他們發(fā)現(xiàn)可以很容易地鑒定癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛力。秦立冬表示，這可能有助于早期診斷癌癥。
他們還打印了腦細(xì)胞網(wǎng)格，給細(xì)胞時(shí)間形成突觸。秦立冬說(shuō)：“我們創(chuàng)建的細(xì)胞連接可能對(duì)未來(lái)神經(jīng)元信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和軸突再生的研究非常有用。這樣的工作可能有助于理解阿爾茨海默氏病和其他神經(jīng)退行性疾病。”
秦立冬還說(shuō)：“現(xiàn)在預(yù)測(cè)bloc打印的市場(chǎng)成本為時(shí)尚早。目前只知道bloc打印的模具材料成本約為1美元。在模具經(jīng)過(guò)制造并交付后，研究人員只需要一個(gè)注射器、活細(xì)胞培養(yǎng)皿以及穩(wěn)健操作的手。而細(xì)胞噴墨打印機(jī)的花費(fèi)需1美元到20萬(wàn)美元。”
秦立冬表示，bloc打印可以與許多類型的藥物篩選、rna干擾以及分子細(xì)胞相互作用研究的分子打印相結(jié)合。這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)具有很大潛力。不過(guò)，雖然這種打印的細(xì)胞存活率很高，噴墨打印仍然是比較快的，并且bloc打印還不能像噴墨打印一樣可打印出多層結(jié)構(gòu)。
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該研究院納米醫(yī)學(xué)博士秦立冬（音譯）說(shuō)，這種方法在短短半個(gè)小時(shí)內(nèi)可產(chǎn)生2d細(xì)胞陣列，打印出的細(xì)胞緊密到接近5微米（大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞在10到30微米寬），并允許使用許多不同類型的細(xì)胞。研究人員將這種技術(shù)命名為批量細(xì)胞打印（bloc打印）。
噴墨打印方法打印二維和三維細(xì)胞已基本成功，但有時(shí)只有一半細(xì)胞在打印過(guò)程中存活。秦立冬說(shuō)：“基于噴墨的細(xì)胞打印會(huì)使許多細(xì)胞受損或死亡。而細(xì)胞打印主要用于藥物開(kāi)發(fā)和組織再生、細(xì)胞功能和細(xì)胞間通訊的研究，這就要求細(xì)胞只有是活的才能發(fā)揮作用。而當(dāng)細(xì)胞退出噴墨噴嘴，就只有50%到80％的成活率。我們的bloc打印，接近100％的打印細(xì)胞仍是活著的。”
bloc打印通過(guò)操縱微流體引導(dǎo)活細(xì)胞進(jìn)入在硅膠模具里的鉤狀陷阱。細(xì)胞流沿著模具的一列，越過(guò)被困的細(xì)胞到下一個(gè)可用的槽隙，最終建立一行細(xì)胞單元，形成網(wǎng)格線。在模具的創(chuàng)建過(guò)程中，陷阱的位置和間距，以及由細(xì)胞通行形成的通道形狀可自行配置。當(dāng)模具被移走后，活的細(xì)胞留下，附著在生長(zhǎng)介質(zhì)或其他基質(zhì)上按規(guī)定形成。
該研究小組通過(guò)癌變細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞對(duì)bloc打印進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)在網(wǎng)格中排列轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞，他們發(fā)現(xiàn)可以很容易地鑒定癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛力。秦立冬表示，這可能有助于早期診斷癌癥。
他們還打印了腦細(xì)胞網(wǎng)格，給細(xì)胞時(shí)間形成突觸。秦立冬說(shuō)：“我們創(chuàng)建的細(xì)胞連接可能對(duì)未來(lái)神經(jīng)元信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和軸突再生的研究非常有用。這樣的工作可能有助于理解阿爾茨海默氏病和其他神經(jīng)退行性疾病。”
秦立冬還說(shuō)：“現(xiàn)在預(yù)測(cè)bloc打印的市場(chǎng)成本為時(shí)尚早。目前只知道bloc打印的模具材料成本約為1美元。在模具經(jīng)過(guò)制造并交付后，研究人員只需要一個(gè)注射器、活細(xì)胞培養(yǎng)皿以及穩(wěn)健操作的手。而細(xì)胞噴墨打印機(jī)的花費(fèi)需1美元到20萬(wàn)美元。”
秦立冬表示，bloc打印可以與許多類型的藥物篩選、rna干擾以及分子細(xì)胞相互作用研究的分子打印相結(jié)合。這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)具有很大潛力。不過(guò)，雖然這種打印的細(xì)胞存活率很高，噴墨打印仍然是比較快的，并且bloc打印還不能像噴墨打印一樣可打印出多層結(jié)構(gòu)。
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