自组装生物材料的发现使得3D打印类组织血管结构成为可能

时间:2020-03-31 17:39 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

自组装生物材料的发现使得3D打印类组织血管结构成为可能

一个国际科学家团队发现了一种新的材料,可以通过3D打印来创建类似组织的血管结构。

在今天公布的一项新的研究在自然通讯(2020年3月4日),由教授阿尔瓦罗·马塔在诺丁汉大学和伦敦大学玛丽皇后,研究人员已经开发出一种三维打印与蛋白质氧化石墨烯可以组织成管状结构复制维管组织的一些性质。

自组装生物材料的发现使得3D打印类组织血管结构成为可能

马塔教授说:“这项工作为生物制造提供了机会,它使自顶向下的3D生物打印和自底向上的自组装合成和生物成分在纳米尺度上有序进行。”在这里,我们是生物abricating微尺度毛细管状流体结构,与细胞兼容,表现出生理学相关的特性,并有能力承受流动。这可能使血管系统在实验室中得到重建,并对开发更安全、更有效的药物产生影响,这意味着治疗可能更快地到达患者手中。

性能优异的材料

自组装是将多个组件组织成更大的、定义良好的结构的过程。生物系统依靠这一过程来控制地将分子构建块组装成复杂的功能材料,这些材料表现出非凡的性能,如生长、复制和执行稳健功能的能力。

自组装生物材料的发现使得3D打印类组织血管结构成为可能

这种新型生物材料是由一种蛋白质与氧化石墨烯自组装而成的。组装的机制使蛋白质的柔性(无序)区域有序并符合氧化石墨烯,从而在它们之间产生强烈的相互作用。通过控制这两种成分的混合方式,就有可能在细胞存在的情况下,引导它们在多种尺度上的装配,并形成复杂的健壮结构。

这种材料可以作为3D打印生物墨水打印复杂的几何形状和分辨率低至10米的结构。该研究团队已经证明了在细胞存在的情况下构建血管样结构的能力,并显示出生物学相关的化学和机械特性。

吴元浩博士是该项目的首席研究员,她说:“人们对开发模仿大自然的材料和制造工艺有很大的兴趣。然而,迄今为止,通过分子元件的自组装来构建坚固的功能材料和器件的能力是有限的。本研究介绍了一种通过自组装将蛋白质与氧化石墨烯结合的新方法,这种方法可以很容易地与增材制造相结合,从而很容易地制造生物流体设备,使我们能够在实验室中复制人体组织和器官的关键部位。

参考文献:无序蛋白质-氧化石墨烯共组装及功能流体装置的超分子生物制造;由吴Yuanhao Babatunde o . Okesola静,伊凡Korotkin,爱丽丝Berardo, Ilaria Corridori,弗朗西斯科·路易吉Pellerej di Brocchetti Janos Kanczler,宇峰,围棋,Yejiao Shi,弗拉基米尔?Farafonov Yiqiang王,丽贝卡·f·汤普森Maria-Magdalena Titirici,德米特里?Nerukh谢尔盖?Karabasov理查德·o·c·Oreffo Jose Carlos Rodriguez-Cabello Giovanni Vozzi,海伦娜美国代理尼古拉·m·Pugno温家宝王,阿尔瓦罗·马塔4 2020年3月,自然通讯。

DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 14716 - z

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