来自北卡罗来(lái)纳州立大学的研究人员已经(jīng)开发出(chū)一种称为超(chāo)声辅助生物制(zhì)造(UAB)的技术。,通过(guò)在(zài)生物制造过程中使(shǐ)用超声波对准(zhǔn)活细胞来改(gǎi)善人造组织的特征(zhēng)。由于(yú)采用了新的(de)超声技术,这种材料很快就会变得更像(xiàng)真实的(de)东西。
该系统包括一个腔室(shì),其(qí)中生物打印机(jī)沉积含有活细胞的材料层。当它这样做(zuò)时,超(chāo)声波从腔室的一侧传播到(dào)另一侧,然后沿着它们来的方向反射回来(lái)。这产(chǎn)生(shēng)了驻波超(chāo)声波,其中发(fā)射的和反射(shè)的波相遇。
“我们可以(yǐ)通过控制超声波的参数来(lái)控制细(xì)胞的对(duì)准特性,例如频率(lǜ)和振幅(fú),”Shirwaiker说。附近的细(xì)胞沿着(zhe)每(měi)个波浪的长度被“群集”,最终变成一排。通过(guò)调整诸如(rú)频率和(hé)幅度的超声(shēng)参数,可以改变每行中(zhōng)的细胞对齐的方式。虽然这(zhè)可能导致生物打印(yìn)的组织更(gèng)像(xiàng)真实的(de)组织,但某些超声参数也可能导致细胞死亡。为此(cǐ),团队已经创建了计算机模型,用(yòng)于预测(cè)给定参数集的结果。
“我们能够控制细胞在整(zhěng)个组织中逐层打印时的(de)排列,”Shirwaiker说。 “我们还展示(shì)了以对其他整形外科软组织(如韧带和肌腱)特别(bié)重(chóng)要的方式排列细胞的(de)能力。”在UAB系(xì)统的演示中(zhōng),研究人员对人体半月(yuè)板进行了生物打印,半月板(bǎn)损伤后愈合非常缓慢。打印半月板内的细胞(bāo)以半月弧排列(liè),与(yǔ)自然半月板的情况一样。
UAB技(jì)术的一个(gè)优点是它相对便宜。 Shirwaiker说:“设(shè)置超声设备(bèi)需要一次性(xìng)成本(běn), 可以使用现成的技术。在那之后,超声波元件的运行成本可(kě)以忽略不(bú)计。 UAB技术(shù)可与(yǔ)大多(duō)数现有的生(shēng)物打印技术结合使用(yòng)。“