4月26日，中國科學院深圳先進技術研究院醫(yī)藥所退行性中心研究員阮長順團隊在《自然—通訊》上發(fā)表最新研究成果。

研究團隊受到心臟搏動泵血的啟發(fā)，提出了一種力學輔助的“生物3D打印＋”新策略。首先，他們結合3D打印技術構建了具有力學響應、大尺寸復雜結構的中空纖維水凝膠支架（HHS），然后利用支架力學響應性能實現細胞快速、均勻、精準及友好地加載?；谠摬呗运@得的細胞負載支架，有效地促進了難愈合骨缺損的修復與功能重建。

該策略有效解決了當前擠出式生物3D打印過程中，如何平衡細胞活性和支架力學穩(wěn)定性方面的難題，既可保證3D打印技術的精準度，還能維持負載細胞的高存活率，為組織工程與再生醫(yī)學等領域提供新思路。

在該研究中，團隊采用同軸針頭且在沒有支撐條件下，以“一步法”3D打印技術成功構建了結構高度可調的中空水凝膠支架，該支架在壓縮應變達80%下可以快速恢復，并且壓縮循環(huán)1萬次后仍能保持完整的結構。

此外，該支架具有力學響應性，通過壓縮應變、循環(huán)次數可以實現對其響應行為的調控。HHS在力學刺激下可以實現細胞的快速、精準和分區(qū)負載。與靜態(tài)條件下相比，HHS負載細胞數量提高了13倍。

該研究提出的“生物3D打印＋”策略突破了生物3D打印受限于生物墨水無法構建兼具無損細胞和優(yōu)異力學性能的水凝膠支架。作為概念驗證，負載細胞的HHS在修復大鼠節(jié)段性和骨質疏松骨缺損方面顯示出了增強的再生能力，有望為組織再生領域和細胞治療提供新的途徑。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48023-8

來源：《自然—通訊》、《中國科學報》