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印度研究人员3D生物打印承重骨骼,由软骨分化而成

发布时间:2019-03-01 18:25:16

来源:网络

作者:张雨

    

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    2018年12月21日,来自印度理工学院(IIT)的印度研究团队最近取得了突破性进展,涉及3D打印软骨,通过添加甲状腺激素成为骨骼。这一发现必将加速生物打印技术和技术的发展。

    

    骨骼有两种形成方式。对于像头骨这样的非承重骨骼,间充质干细胞直接分化为骨细胞。对于诸如股骨这种承重骨,干细胞首先分化成软骨模板,然后随着时间的推移经历更多分化成骨细胞。到目前为止,使用支架创建承重骨的尝试将干细胞直接分化为骨细胞,跳过了我们体内天然存在的软骨相。“这种骨骼结构的功效尚未在载荷中得到证实。在体外和体内开发的骨构建体之间存在非常差的相关性。此外,这些组织工程骨的基因表达模式与人类成人骨骼大不相同,“IIT的SourabhGhosh教授评论道。

    

    研究小组决定通过3D生物打印软骨支架模仿软骨步骤,然后用甲状腺激素(三碘甲状腺原氨酸或T3),触发软骨分化为骨样细胞。他们的3D打印骨显示出与天然骨中相似的基因和蛋白表达,并且成骨分化的必需细胞信号传导途径也被上调。“当我们采用不同的策略来开发骨骼时,体内肢体骨骼发育的相似性更高,”Ghosh教授说。

    

    软骨支架为细胞外基质的物质提供了合适的底物。来自IIT坎普尔生物科学和生物工程系的AmitabhaBandyopadhyay教授解释说,“骨骼的承重能力主要取决于细胞外基质的质量。在负荷骨骼中,细胞外基质占95%,而骨细胞仅占5%。因此,如果您正在尝试制造承重骨骼,那么最好有更多的细胞外基质。与直接由干细胞形成的骨相比,通过中间软骨形成的骨构建体的细胞外基质高出10倍。

    

    间充质干细胞-软骨相需要大约三周,软骨到骨的步骤需要另外两周。虽然没有研究3D打印骨骼的机械特性,但Ghosh教授表示,他们的初步测试显示它比直接从干细胞分化的骨骼更强。由于这样的进步,用于修复的3D打印骨图和补丁可能会在短短五年内使用。对于职业运动员和笨拙的人来说,这是个好消息。

    

    编译自:3ders

    

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