来自北卡(kǎ)罗来纳州立大学(xué)的研究人(rén)员(yuán)已经开(kāi)发出一种称为超(chāo)声辅助生物制造(UAB)的技(jì)术。,通过在生物制造过程中使(shǐ)用超声(shēng)波(bō)对准活细胞来(lái)改善人造组织的特征(zhēng)。由于采用了(le)新的超声技术,这种材料很快就(jiù)会变得(dé)更像真实的(de)东西。
该系统包(bāo)括一个腔室,其中生物打印机沉积含有活细胞(bāo)的材料层。当它这样(yàng)做时,超声(shēng)波从腔室(shì)的一(yī)侧传播到另一侧,然(rán)后沿着它们来(lái)的(de)方向反射回来。这产生(shēng)了(le)驻(zhù)波(bō)超声波,其中发射的(de)和反射的波相遇。
“我(wǒ)们可以通过(guò)控制超声波的参数来控(kòng)制细胞的对准(zhǔn)特性,例如频率和振(zhèn)幅(fú),”Shirwaiker说。附(fù)近的细胞沿着每个(gè)波浪的长度被“群集”,最终变成一排。通过(guò)调(diào)整诸如频(pín)率和幅度的超声参数,可以改变每行中的细胞对(duì)齐的方式。虽然这(zhè)可能导致生物打印的(de)组(zǔ)织更像真实的组织,但某些超声参数也可能导致细胞死(sǐ)亡。为此,团(tuán)队已经创建了(le)计(jì)算(suàn)机模(mó)型,用于预(yù)测给定参数(shù)集(jí)的(de)结(jié)果。
“我们能够(gòu)控制细胞在整个组织(zhī)中逐层(céng)打印时的排列,”Shirwaiker说。 “我们还展示了(le)以对其他(tā)整形外科软组织(如韧(rèn)带和肌腱)特别重(chóng)要的方式(shì)排列(liè)细胞的能力(lì)。”在(zài)UAB系统的(de)演示中(zhōng),研究人员对人体(tǐ)半月板进(jìn)行了生物打印,半月板损伤(shāng)后愈合非(fēi)常缓慢。打印半月板内的细胞以半(bàn)月弧(hú)排列,与自然半月板的情况一样。
UAB技术(shù)的一个优点(diǎn)是它相对便宜。 Shirwaiker说:“设置超声设备(bèi)需要一次性成(chéng)本, 可以使用现成的(de)技(jì)术。在那之后(hòu),超声波元件的运行成本可以忽(hū)略不计。 UAB技术可与大多数(shù)现有的生物打印(yìn)技术(shù)结合使用。“