研究人員3D打印模仿人類膽管的組織

  眾所周知，膽管在身體中起著至關重要的作用，其將膽汁從肝臟帶到腸道以促進消化。然而，膽管癌的存活率低得驚人，而且治療方式是在疾病發現早期將膽管的受影響部分切除。對于那些患有膽管疾病的人來說，現在有一個好消息，因為西北大學的研究人員已經3D打印了一個模仿它的迷你組織。

  據悉，這項研究記錄在題為“Tailoring nanostructure and bioactivity of 3D-printable hydrogels with self-assemble peptides amphiphile (PA) for promoting bile duct formation”的研究中。論文主要作者Ming Yan和同事們3D打印了一個由兩親性肽組成的納米結構，或PA、bioink、膽管細胞或膽管。

  “3D打印已經擴展了我們為組織工程應用生產可復制和更復雜的支撐結構的能力，為了增強這些包含納米結構特征或特定生物信號傳導的3D打印支架內的生物響應，可能是優化組織再生的有效手段。肽兩親物（PA）是一種多功能超分子生物材料，具有可調整的納米結構和生化特征。PA廣泛用于組織工程應用，例如血管生成、神經發生和骨再生。因此，PA的加入是一種潛在的解決方案，可以極大地擴大生物3D打印水凝膠在再生醫學領域的實用性?！?/span>

  將PA和膽管細胞與硫醇化明膠在37℃下混合，并使用EnvisionTEC 3D-Bioplotter（在市場上使用最多的生物打印機之一）在4℃下進行3D打印。該材料保留完整性，打印成能夠支撐多層支架的長絲的生物連接物。研究人員通過將乙二醇衍生物與鈣離子交聯來穩定支架；在37℃的溫度下培養一個月以上觀察到支架穩定性。

  研究人員還探討了使用層粘連蛋白衍生肽（Ile-Lys-Val-Ala-Val，IKVAV）及其包含在生物鏈中對膽管影響的細胞。層粘連蛋白是細胞粘附所必需的分子，并且在生物打印后，膽管細胞在體外保持活力。染色顯示形成以功能性膽汁細胞為基礎的管結構的；當在IKVAV bioink中培養時，結構表現出增強的形態，形成功能性管狀結構。

  這是首次使用輔助PA的基于bioink系統進行的膽管組織工程。這項研究表明許多承諾；生物打印的膽管以及使用bioinks創建的體外系統對于研究膽管癌以及治療的檢測具有潛在的價值。目前，膽管癌是一項可以接受的嚴重診斷，但通過這項工作為更好的理解和更有效的治療提供了希望。

  作為下一步，研究人員現在想優化肽濃度并測試生物鏈中的其他信號分子，以增強模擬肝臟中發現的功能性管狀結構的形成。

  據悉，該研究論文的其他作者包括P.L. Lewis和R.N. Shah。

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