微孔在生物制造的组织内产生氧气和营养物质

宾夕法尼亚州立大学研究小组的研究小组表示，骨骼和软骨等制作组织中的微孔可使营养和氧气扩散到核心，这种新方法最终可能使实验室生长的组织容纳血管。

“组织制造的一个问题是我们不能使它们的尺寸变大，”工程科学和力学副教授Ibrahim T. Ozbolat说。“如果养分和氧气无法进入，细胞会死亡。”

如果引发干细胞分化的化学混合物不能达到它们，那么细胞内部细胞也无法区分。多孔结构允许营养物和其他流体循环。

研究人员正在尝试一种新颖的方法，并用微孔创建组织构建块。他们认为这是血管化的替代方案 - 在组织中培养血管 - 并将结果称为多孔组织链。

研究人员开始研究源自人类脂肪的干细胞，并将其与藻酸钠致孔剂混合。海藻酸钠来自海藻，可以印刷成微小的颗粒，当溶解后，在组织的织物中留下微小的孔 - 毛孔。该团队使用该混合物来3D打印未分化组织的股线。然后，它们可以将这些股线组合在一起形成组织块。

当研究人员将组织暴露于化学混合物时，它会将干细胞转变为特定的细胞，在这种情况下是骨骼或软骨。由于毛孔，流体可以流到所有干细胞。

研究人员在最近一期的生物制造报告中指出，这些股线的孔隙率保持在25%，孔隙连通性达到85%至少三周。

如前所述，通过3D打印彼此相邻和相互叠加的股线，股线自组装形成组织块。

“这些贴片可以植入骨骼或软骨中，取决于它们是哪种细胞，”Ozbolat说。“它们可用于骨关节炎，整形手术的贴片，如鼻中隔的软骨，膝关节修复和其他骨或软骨缺损。”

在某些方面，软骨比骨更容易，因为在人体中，软骨没有血管穿过它。然而，一些骨骼是天然多孔的​​，因此孔隙度在更换或修复骨骼方面是有价值的。虽然目前只能制作微小的贴片，但这些贴片比在脚手架上生长人造组织更容易制造。

研究人员正在考虑将相同的方法应用于肌肉，脂肪和其他各种组织。

宾夕法尼亚州立大学的其他研究人员包括杨武，工程科学和力学博士后;Monika Hospodiuk，农业和生物工程研究生;Hemanth Gudapati，工程科学与力学研究生;Thomas Neuberger，高场磁共振成像设备主任;Srinivas Koduru，外科学研究技术专家;和宾夕法尼亚州立癌症研究所外科助理教授Dino J. Ravnic。该项目还有来自中国南昌大学药理学系的访问学者Weijie Peng。

国家科学基金会，中国奖学金委员会和江西省科学技术协会支持这项工作。