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当干细胞“遭遇”3D打印

2014年11月29日10:35    来源:中国科技网-科技日报    手机看新闻
原标题:当干细胞“遭遇”3D打印

当干细胞“遭遇”3D打印
南京医科大学用支架上的骨髓血生成人造软骨
  ■最新发现与创新
  科技日报讯 (记者张晔 通讯员田天)从兔身上取出骨髓血,放在3D打印出的支架上,在体外经过4周的培养,再接种至裸鼠皮下培养,最终可以长出所需要的软骨组织,而支架将在体内经过2年时间被缓慢降解。
  记者11月26日从南京医科大学了解到,由该校王黎明教授领衔的“融合3D打印和干细胞技术”获得成功,研究团队应用这种技术成功“制造”兔肩关节,为软骨再生和修复提供可能。
  据该院姚庆强博士介绍,软骨体外培养,需要以3D打印技术制造出“脚手架”——支架,在支架内富集骨髓血,并使用特定的方法诱导其中的干细胞向软骨细胞分化。
  干细胞号称“万能细胞”,在一定条件的诱导下,可以分化成包括骨骼细胞在内的多种功能细胞。而研究团队所用的是间充质干细胞,存在于骨髓血之中,能够分化为软骨细胞,好像“装修队”。
  研究团队发现,并不是所有结构3D打印支架都适合该种方法的软骨生长。他们通过对比,最终选择了具有方形孔蜂巢状微结构的聚己内酯-羟基磷灰石(PCL-HA)支架。因为在培养的时候,这种方孔支架能够更好地与骨髓血结合,其中的骨髓间充质干细胞能够在支架中保留、生长,微小的蜂巢孔洞也有利于细胞生长过程中的营养交换。
  科研人员只需将骨髓血放进支架,特定的骨髓间充质干细胞会成长为医生所需要的软骨。同时,支架在培养过程中大小稳定性强,优于常规生物可降解支架。其在培养完成接种至体内之后,在2年左右的时间内缓慢被人体降解。在降解过程中,细胞能够及时生长填充支架降解产生的空间,成长完成之后稳定性强。
  目前南医大附属南京医院骨科已经能够做到从自体身上取下干细胞进行体外培养,用自己的干细胞“养成”软骨,这就避免了异体接种的免疫排斥反应、携带病毒、潜在致癌可能性等缺点。而且用3D打印技术打印出所需软骨的形状,在经过培养之后,长成的软骨大小与所需无异。
  姚庆强说:“3D打印与组织工程的结合,将带来个体化植入物制作及组织工程技术的革命,将极大促进器官移植、组织修复重建及再生医学等多学科的进步。”
  下一阶段,研究人员将在猪身上进行相关实验,一步一步与人体机能组织接近。未来,有可能用这种技术完成人体的组织缺损修复。

(责编:欧兴荣、熊旭)


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