3 d生物打印实现内部“Mini-Organs”生长在水凝胶中

科学家来自伦敦大奥蒙德街医院和帕多瓦大学的显示如何实现3 d打印内部mini-organs生长在水凝胶中,这将有助于更好地了解癌症扩散通过不同的组织。

这项新技术可以帮助控制mini-organs的形状和活动,甚至迫使组织成长为“模具”。研究人员希望,这将允许团队产生现实的器官和疾病模型,更准确地研究细胞和器官。

瀑样科学是一个特别有前途的研究领域扎耶德研究中心(一个伙伴关系伦敦大学学院儿童健康研究所大奥蒙德街和大奥尔蒙德街医院)。它包括创建micro-versions器官,如胃、肠和肺。

然而,组织几乎总是生长在一个不受控制的方式,不代表天然器官的复杂结构。这是特别重要的一个器官的形态和结构是至关重要的细胞组成。

这项新的研究,发表在自然通讯首次显示,科学家们如何创建固体结构在一个预先存在的凝胶固化实时特定模式,指导瀑样生长在凝胶成特定结构利用光从一个更高端的显微镜。这意味着任何细胞增长mini-organ或整个瀑样会在一个特定的和准确的方法。

例如,研究癌症如何穿过组织不同的硬度和密度,硬胶的笼子里创建的团队在癌细胞和监控他们的运动如何改变取决于周围的密度——这是很重要的对于理解癌症的扩散。

通过创建更好的疾病模型,未来的研究将更加可靠和有质量更好的结果。研究人员希望这将最终导致减少动物研究。

团队现在计划使用技术来创建和学习发生了什么一个器官的功能,当它不正确——例如生长在许多畸形,在怀孕的早期发展。

工作也可能导致治疗通过生物的交付准确的“补丁”生活的器官。

该研究的研究,乔凡尼博士Giobbe(伦敦大学学院儿童健康大奥蒙德街的),说:“这是令人惊异的看到这些精确的结构开始形成在我们眼前由于我们小但艰苦的调整聚合物凝胶。

“我们真的很兴奋地看到,这可以让我们在理解人类疾病和一天,治疗。”

探索“印刷”技术的使用团队的方法适用于不同的情况。

例如,研究神经元,瀑样研究将传统上创建无序包不可能孤立的神经元和研究。然而,这种技术允许团队创建硬胶的rails的神经元生长,像奥运池的车道。

与此同时,确保微观肠子创建相同的形状“真实”的发展中肠,团队创建了一个复杂的水凝胶模具,引导瀑样形状,模仿发展中肠的复杂结构称为“隐窝”和“绒毛”。

同样,科学家能够模式鼓励肺细胞的凝胶创建分支,就像在一个真正的肺。

教授保罗·德·科比(伦敦大奥蒙德街儿童健康研究所的儿科医生,天哪,和该组织工程和再生医学主题NIHR哪BRC),说:“这个工作是一个很好的例子,如何把跨学科,国际团队一起提高我们的研究,造福患者。

“团队哪,在英国伦敦大学学院,专攻瀑样的研究,与意大利合作团队专门从事gel-printing的设计和应用,是什么让这个令人难以置信的和美丽的研究结果。这将对实验室研究提高我们对疾病的理解但也可能导致住院使用和治疗。”

下一步的工作将研究这些控制,模制和导演mini-organs为了更好地理解如何模仿真正的器官和身体条件。

安娜Uriuolo博士(帕多瓦大学和铅的神经肌肉工程实验室儿科研究所)说:“这项工作的范例多学科方法的进步,是生物医学研究的爆炸。器官的繁殖能力模型在实验室和技术帮助科学家的发展概括健康和患病的组织和器官的复杂性在板凳上是如何转化医学的开始将会改变在未来的未来。”

参考:董Urciuolo Giobbe GG, Y, et al . Hydrogel-in-hydrogel活生物打印瀑样和organotypic文化的引导和控制。Nat Commun。2023;14 (1):3128。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 37953 - 4

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