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“活字印刷”般的新型BloC細(xì)胞打印技術(shù)

2014-02-12 09:13 閱讀:1281 來源:生物360 責(zé)任編輯:林曉楓
[導(dǎo)讀] 日前,來自休斯頓衛(wèi)理公會研究院(HoustonMethodistResearchInstitute)的研究人員開發(fā)出一種可將活細(xì)胞打印到任何表面和幾乎任何形狀上的技術(shù),且整個過程中幾乎所有的細(xì)胞仍能存活。新技術(shù)猶如中國古代木刻版印刷術(shù)和現(xiàn)在兒童橡皮***玩具,與噴墨打印方法

    日前,來自休斯頓衛(wèi)理公會研究院(HoustonMethodistResearchInstitute)的研究人員開發(fā)出一種可將活細(xì)胞打印到任何表面和幾乎任何形狀上的技術(shù),且整個過程中幾乎所有的細(xì)胞仍能存活。新技術(shù)猶如中國古代木刻版印刷術(shù)和現(xiàn)在兒童橡皮***玩具,與噴墨打印方法有所不同。該研究成果刊登在最新一期的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》(PNAS)上。
 


    該研究院納米醫(yī)學(xué)博士秦立冬(LidongQin,音譯)說,這種方法在短短半個小時內(nèi)可產(chǎn)生2D細(xì)胞陣列,打印出的細(xì)胞緊密到接近5微米(大多數(shù)動物細(xì)胞在10到30微米寬),并允許使用許多不同類型的細(xì)胞。研究人員將這種技術(shù)命名為批量細(xì)胞打印(BloC打?。?br />
    噴墨打印方法打印二維和三維細(xì)胞已基本成功,但有時只有一半細(xì)胞在打印過程中存活。秦立冬說:“基于噴墨的細(xì)胞打印會使許多細(xì)胞受損或死亡。而細(xì)胞打印主要用于藥物開發(fā)和組織再生、細(xì)胞功能和細(xì)胞間通訊的研究,這就要求細(xì)胞只有時活的才能發(fā)揮作用。而當(dāng)細(xì)胞退出噴墨噴嘴,就只有50%到80%的成活率。我們的BloC打印,接近100%的打印細(xì)胞仍是活著的。”

    BloC打印通過操縱微流體引導(dǎo)活細(xì)胞進(jìn)入在硅膠模具里的鉤狀陷阱。細(xì)胞流沿著模具的一列,越過被困的細(xì)胞到下一個可用的槽隙,最終建立一行細(xì)胞單元,形成網(wǎng)格線。在模具的創(chuàng)建過程中,陷阱的位置和間距,以及由細(xì)胞通行形成的通道形狀可自行配置。當(dāng)模具被移走后,活的細(xì)胞留下,附著在生長介質(zhì)或其他基質(zhì)上按規(guī)定形成。

    該研究小組通過癌變細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞對BloC打印進(jìn)行了測試。通過在網(wǎng)格中排列轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞,他們發(fā)現(xiàn)可以很容易地鑒定癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛力。秦立冬表示,這可能有助于早期診斷癌癥。

    他們還打印了腦細(xì)胞網(wǎng)格,給細(xì)胞時間形成突觸。秦立冬說:“我們創(chuàng)建的細(xì)胞連接可能對未來神經(jīng)元信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和軸突再生的研究非常有用。這樣的工作可能有助于理解阿爾茨海默氏病和其他神經(jīng)退行性疾病。”

    秦立冬還說:“現(xiàn)在預(yù)測BloC打印的市場成本為時尚早。目前只知道BloC打印的模具材料成本約為1美元。在模具經(jīng)過制造并交付后,研究人員只需要一個注射器、活細(xì)胞培養(yǎng)皿以及穩(wěn)健操作的手。而細(xì)胞噴墨打印機的花費需1美元到20萬美元。”

    秦立冬表示,BloC打印可以與許多類型的藥物篩選、RNA干擾以及分子細(xì)胞相互作用研究的分子打印相結(jié)合。這項技術(shù)未來具有很大潛力。不過,雖然這種打印的細(xì)胞存活率很高,噴墨打印仍然是比較快的,并且BloC打印還不能像噴墨打印一樣可打印出多層結(jié)構(gòu)。


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