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cctv5_com:声学生物打印技术有助于将神经细胞引入球形笼结构

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显微镜下的小笼子可以在维也纳工业大学(维也纳)生产。它们的网格开口只有几微米大小,非常适合容纳细胞并允许活组织以非常特殊的形状生长。这个新的研究领域被称为“ 生物制造 ”。

在与斯坦福大学的合作中,现在已经使用声学生物打印技术将神经细胞引入球形笼结构中,从而可以在此处发育多细胞神经组织。甚至有可能在不同的笼子之间建立神经联系。为了控制神经细胞,声波被用作声镊。

足球异型笼

如果您以一定的框架呈现活细胞,则可以强烈影响其行为,”。“ 3D打印可以实现支架结构的高精度生产,然后将其植入细胞中以研究活体组织的生长方式及其反应方式。 ”

Aleksandr Ovsianikov,维也纳工业大学材料科学与材料技术研究所3D打印和生物制造研究组教授兼负责人

为了在狭小的空间内培养大量神经细胞,研究小组决定使用所谓的“布基球”(buckyballs)-由五角形和六边形制成的类似于微观足球的几何形状。

“布基球的开口足够大,可以使细胞迁移到笼子中,但是当细胞聚结时,它们就不能再离开笼子了,”致力于生物制造应用的高精度3D打印的Wolfgang Steiger博士解释说。作为他的论文的一部分。

微小的布基球笼子是使用称为双光子聚合的过程制造的:聚焦的激光束用于在液体中的特定点处启动化学过程,从而使材料恰好在这些点处硬化。

通过以良好控制的方式使激光束的焦点穿过液体,可以以极高的精度生产三维物体。

不仅要创建布基球,而且还要通过微型开口将细胞组装到这些球中都是非常具有挑战性的。斯坦福医学院开发的一种创新的3D声学生物打印技术成功地解决了这一挑战。

Utkan Demirci教授共同领导斯坦福大学金丝雀中心的早期癌症检测及其研究小组,即医学中的生物传感和声学MEMS(BAMM实验室)在生物医学应用中使用声波,从传感癌症生物标记物到对3D组织进行生物打印。感应模型。

“我们在细胞所在的溶液中产生声振荡。细胞遵循声波,就像老鼠跟随哈默林的Pied Piper一样,在传说中。在此过程中,在某些点形成了振荡节点,类似于振动弦。 ”,德米尔西教授说。

在这些节点上,液体是相对静态的。如果单元格位于这些点,则它们将保留在该点;它们在其他任何地方都被声波移走。因此,细胞移动到它们不回旋的地方-就是布基球所在的地方。

因此,可以像镊子一样,以非常好控制的方式使用声波,将细胞引导到所需位置。

Demirci教授的研究小组的Tanchen Ren博士说:“声波使我们能够比传统的细胞定殖方法更加密集和高效地填充支架结构。”

一旦布基球以这种方式成功地被神经细胞定殖,它们便与邻近布基球的神经元形成联系。

Aleksandr Ovsianikov说:“我们发现使用3D打印有针对性地创建和研究神经网络的潜力巨大。” “通过这种方式,可以研究重要的生物学问题,否则这些生物学问题将无法直接进行实验。”

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