文/陳根

如今，*D打印已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)研究中的主要制造策略之一。三維細胞構(gòu)建的生物打印具有明確的結(jié)構(gòu)和可控的細胞空間分布，在組織工程領(lǐng)域正變得越來越重要。人們正在開發(fā)新的*D組織模型，以研究在組織發(fā)育、受損或疾病組織再生過程中發(fā)生的復(fù)雜細胞的相互作用。

雖然*D打印技術(shù)取得了進步，但仍然缺乏合適的水凝膠或“生物墨水”來增強可打印性和細胞活力——目前，三維細胞打印的主要挑戰(zhàn)之一就是能夠形成結(jié)構(gòu)和功能完整的生物結(jié)構(gòu)。為了造出能再現(xiàn)生物組織機械性能的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家正在研究水凝膠*D打印。但柔軟材料很難在三維空間中高保真地制作圖案，因此科學(xué)家需要能用作*D打印墨水的具有生物學(xué)特性的新型凝膠。

現(xiàn)在，萊斯大學(xué)的研究人員宣布，他們已經(jīng)弄清楚如何使用自組裝肽墨水*D打印清晰的細胞結(jié)構(gòu)。研究人員使用了自組裝多肽墨水，通過*D打印制造出精細的結(jié)構(gòu)。所謂多肽墨水就是一種合成的生物化學(xué)材料，其主要由多肽——多種氨基酸組成的分子——組成。

在此項研究中，新設(shè)計開發(fā)的多結(jié)構(gòu)域肽一面疏水，另一面親水。當(dāng)放入水中時，其中一個分子會翻轉(zhuǎn)到另一個分子之上，形成所謂的疏水“三明治”。這些“三明治”相互堆疊并形成長纖維，隨后形成凝膠。研究人員首次使用自組裝肽系統(tǒng)打印出具有突出部分和內(nèi)部孔隙的層狀*D結(jié)構(gòu)。此外，打印的多結(jié)構(gòu)域肽可證明體外細胞行為的電荷依賴差異。

這一成果有望推動再生醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)研究總體上產(chǎn)生巨大飛躍。研究人員表示，這意味著他們可以利用結(jié)構(gòu)和化學(xué)的復(fù)雜性來控制細胞的行為。未來，肽基*D打印墨水或許有望打印出含有細胞的結(jié)構(gòu)，并在培養(yǎng)皿中培育出成熟的組織。然后，這些組織可以被移植來治療損傷，或者用于了解疾病是如何起作用的，以及測試候選藥物。