过氧化钙为移植细胞体提供氧气
编辑日期:2023年6月12日
将健康细胞直接植入组织受损的患者体内,一直是医学研究人员和材料科学家的长期目标。这一概念具有巨大的治疗潜力,但技术上的挑战阻碍了衍生技术在临床上的实际应用。
其中一个挑战就是氧气供应。细胞需要氧气才能存活,而在生物环境中,氧气是由血管提供的。由于植入的细胞没有自己的血管,它们最初的氧气供应量通常太低,无法维持。
血管确实会在植入细胞的环境中生长,但这个过程一般需要几天时间,等到氧气供应到达时,细胞可能已经死亡。
一个分布在三大洲的全球团队最近致力于解决这个问题,他们开发了一种合成技术,用于在血管到达前的几天内维持氧气供应。
过氧化钙(CPO)被用作氧气源,并被嵌入明胶甲基丙烯酰生物墨水中。研究小组对这种生物墨水的特性进行了广泛的优化,使墨水的 pH 值和粘度能够进行 3D 打印,并且在制备完成后,能够在不损坏材料的情况下释放氧气。
研究小组随后通过三维打印两种优化生物墨水,展示了他们的技术潜力;一种是嵌入心脏细胞的三维打印,另一种是嵌入成纤维细胞的三维打印。这些细胞在低氧条件下培养了七天。与对照组相比,在嵌入过氧化钙的生物墨水中培养的细胞活力明显提高。
这项技术的应用范围可能超出临床,正如合著者萨马德-阿哈迪安(Samad Ahadian)所解释的那样:”通过向植入细胞输送氧气,我们将能够改善组织功能并与宿主组织融合。类似的方法可用于制造存活率更高的功能性组织,以便在很长一段时间内进行药物筛选应用和病理生理学研究。
这项技术目前仍处于早期开发阶段,我们将拭目以待它在进入体内试验阶段后的发展情况。
参考文献:
Erdem et al., 3D Bioprinting of Oxygenated Cell-Laden GelatinMethacryloyl Constructs, Adv. Health. Mat. (2020). DOI: 10.1002/adhm.201901794