清华大学开发出3D打印胚胎干细胞模块技术

最近,来自清华大学和美国德雷塞尔大学(Drexel University)的科学家们,开发出了一种3D打印方法,能够制备出高度一致的、胚胎干细胞的“模块”。

      最近,来自清华大学和美国德雷塞尔大学(Drexel University)的科学家们,开发出了一种3D打印方法,能够制备出高度一致的、胚胎干细胞的“模块”。

 
      这些细胞――能够产生我们体内所有的细胞类型,可以被用作“乐高积木”来构建组织结构、更大的组织结构,甚至是微器官。相关研究结果发表在十一月四日的《Biofabrication》杂志上。
 
 
       本文第一作者、清华大学机械工程系教授、国家“千人计划”引进人才孙伟(Wei Sun)解释说:“看到我们能以这样一种可控的方式培育胚状体,真是非常令人兴奋的。长大的胚状体是均匀的和同质的,并可作为进一步组织生长的一个更好的起点。”
 
       研究人员使用挤压为基础的3D打印,产生了一种网格状三维结构,来培育胚状体,可在7天时间内显示细胞活力和快速的自我更新,同时保持很高的多能性。
 
       如何培养可用于医疗目的的胚胎干细胞
 
       孙教授继续说:“打印这些细胞的另外两种常见方法是,二维法(在一个培养皿)或通过”悬浮“法(通过重力材料下降,逐渐获得”石笋“状的细胞)。然而,这些方法打印的细胞,并没有表现出相同的细胞均匀性和同质的增殖。”
 
       “我认为,我们制备了一种三维微环境,更像是在体内发现的、拟胚体不断增长的环境,这解释了较高水平的细胞增殖。”
 
       这项研究的示意图
 
 
       带网格结构的3D打印细胞模型的图像:(A)细胞构造的全貌。(B)相位对比图像展示在不同密度的情况下细胞的形态和分布,分别为第3天、5天和7天。比例条:1毫米。
 
       研究人员希望,这种技术可以被开发成为,高通量地产生胚状体,为其他研究人员在组织再生上进行实验/药物筛选研究,提供基本的构建块。
 
       本文共同作者、清华大学机械工程系助理研究员姚睿(Rui Yao)补充说:“我们的下一步是,查明我们如何可以通过改变打印和结构参数,改变胚状体的大小,以及改变胚体尺寸如何导致”制造“不同类型的细胞。”
 
       孙伟教授总结说:“在较长的时间内,我们希望生产受控的非均质拟胚体。这将促进不同类型的细胞类型紧挨着发育,这将为在实验室中从头制备微器官的方法,做出指导。”
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