Ärzte konnten 3D-Print Micro-Orgeln mit neuer Technik

Vorbei sind die Zeiten als 3D-Drucker nur Kunststoff Schmuckstücke gebaut – Wissenschaftler sagen 3D-gedruckten Strukturen geladen mit embryonalen Stammzellen könnten eines Tages helfen Ärzte, Mikro-Organe für Transplantationspatienten auszudrucken.

Embryonale Stammzellen aus menschlichen Embryonen, kann in jede Art von Zellen im Körper, z. B. Hirngewebe, Herzzellen oder Knochen entwickeln. Diese Eigenschaft macht sie ideal für den Einsatz in der regenerativen Medizin – Reparatur und Erneuerung von beschädigt Zellen, Gewebe und Organe.

Wissenschaftler experimentieren mit embryonalen Stammzellen in der Regel durch Dosierung sie mit biologischen Signale, die sie führen in Richtung zu bestimmten Gewebetypen entwickeln – einen Prozess namens Differenzierung. Dieser Prozess beginnt mit der Zellen, aus denen kugelförmige Massen Embryoid Körper genannt – eine Tätigkeit, die die frühen Phasen der Embryonalentwicklung imitiert. [7 coole Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin]

Die bisherige Forschung vorgeschlagen, der beste Weg, um embryonale Stammzellen wachsen in flachen Lab Gerichte, jedoch nicht in 3D Umgebungen, die wie diese Zellen zu imitieren in menschlichen Körpern entwickeln könnte. Vor kurzem entwickelten Wissenschaftler 3D-Drucker für den embryonalen Stammzellen. Ein 3D Drucker funktioniert durch Hinterlegung Materialschichten, genauso wie normale Drucker, Tinte festzulegen, kann außer, dass es auch flachen Schichten übereinander, 3D Objekte erstellen festlegen.

Bis jetzt generiert 3D-Drucker für embryonale Stammzellen nur flache Arrays oder einfache Hügel, genannt "Stalagmiten," der Zellen. Nun, sagen Forscher, dass sie zum ersten Mal entwickelt haben, eine Möglichkeit, 3D Strukturen beladen mit embryonalen Stammzellen zu drucken.

"Wir sind in der Lage, eine 3D-Druck-Methode um Embryoid Körper kontrolliert, sehr einheitliche Blöcke von embryonalen Stammzellen zu produzieren wachsen anzuwenden" Studie Co-Autor Wei Sun, Professor für Maschinenbau an der Tsinghua Universität in Peking und Drexel University in Philadelphia, erzählt Live Science.

Im Prinzip könnte diese Blöcke wie Legosteine verwendet werden, um Gewebe zu bauen "und möglicherweise sogar Mikro-Organe" Sonne hinzugefügt.

In Experimenten werden die Forscher gleichzeitig ausgedruckt embryonalen Stammzellen der Maus mit einem Hydrogel, die gleiche Art von Material aus dem weichen Kontaktlinsen hergestellt. Da embryonaler Stammzellen relativ zerbrechlich sind, die Wissenschaftler sorgte dafür, dass die Zellen so weit wie möglich zu schützen – zum Beispiel durch die angenehmste Temperatur für sie zu finden und erhöhen die Größe der Düse zum Ausdrucken verwendet.

Neunzig Prozent der Zellen überlebten den Druckprozess, laut der neuen Studie. Die Zellen vermehrt in Embryoid Körper innerhalb der Hydrogel-Gerüste und die Art der Proteine, die man erwarten würde von gesunden Stammzellen erzeugt, sagten die Forscher. Die Wissenschaftler darauf hingewiesen, dass sie das Hydrogel zur Ernte die Embryoid Körper auflösen könnte.

Die Größe und die Einheitlichkeit der Embryoid Körper können großen Einfluss auf welche Arten von Zellen werden. Die Forscher sagten, ihre neue Technik in eine bessere Kontrolle über Embryoid Körpergröße und Gleichmäßigkeit führte, als bisherige Methoden erreichen könnte.

"Die gewachsene Embryoid Körper ist gleichmäßig und homogen und dient als [a] viel besserer Ausgangspunkt für weitere Gewebewachstum" Sun sagte in einer Erklärung. "Es war wirklich spannend zu sehen, dass wir in einer kontrollierten Weise Embryoid Körper wachsen könnte."

"Unser nächster Schritt ist, erfahren Sie mehr über wie wir die Größe des Embryoid Körper variieren können, indem die Druck- und strukturelle Parameter, und wie unterschiedlich die Embryoid Körper Größe führt zu"Herstellung"von verschiedenen Zelltypen," Studie Co-Lead-Autor Rui Yao Assistant Professor an der Tsinghua Universität in Peking, sagte in einer Erklärung.

Auf lange Sicht möchte die Forscher verschiedene Arten von Embryoid Körper dicht nebeneinander gedruckt. "Dies würde fördern verschiedene Zelltypen entwickeln neben einander, die den Weg für den Anbau von Mikro-Orgeln von Grund auf im Labor führen würde," sagte Yao in einer Erklärung.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-November 4 in der Zeitschrift Biofabrication.

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