德克萨斯A&M大学的一组研究人员开发出一种创新方法，用于在再生医学中打印3D治疗药物。
3D生物打印正在成为一种有前景的方法，用于快速制造含有细胞的构建体，用于设计新的，健康的功能性组织。然而，3D生物打印的主要挑战之一是缺乏对细胞功能的控制。生长因子是一类特殊的蛋白质，可以指导细胞的命运和功能。然而，这些生长因子不能容易地在3D打印结构中延长持续时间。
在德克萨斯A&M最近进行的一项研究中，生物医学工程系的Akhilesh K Gaharwar博士实验室的研究人员制定了一个由2D矿物纳米粒子组成的生物链接，用于在精确位置隔离和3D打印治疗。他们的研究结果发表在Advanced Healthcare Materials上。
该团队设计了一种新型的水凝胶生物聚合物 - 三维结构，可以吸收和保留大量的水 - 含有治疗性蛋白质。该bioink由惰性聚合物聚乙二醇(PEG)制成，并且有利于组织工程，因为它不会引起免疫系统。然而，由于PEG聚合物溶液的低粘度，难以3D打印这种类型的聚合物。为了克服这一局限，该团队发现将PEG聚合物与纳米粒子结合可产生一类令人感兴趣的生物水凝胶，它可以支持细胞生长，并且与聚合物水凝胶本身相比可能具有增强的可印刷性。
这项新技术基于由助理教授Gaharwar开发的纳米粘土平台，可用于精确沉积蛋白质疗法。这种bioink配方具有独特的剪切稀化特性，可以注入材料，快速停止流动，然后固化以保持原位，这是3D生物打印应用的理想选择。
“这种使用纳米粘土的配方隔离了对增加细胞活性和增殖感兴趣的治疗剂，”该研究的资深作者Charles W. Peak博士说。“此外，生物活性治疗药物的延长递送可以改善3D打印支架内的细胞迁移，并有助于支架的快速血管化。”
Gaharwar说，通过降低治疗浓度以及最大限度地减少与超生理剂量相关的负面副作用，延长治疗时间的递送也可以降低总体成本。
“总的来说，这项研究提供了在3D中印刷蛋白质治疗剂的原理证据，可用于控制和指导细胞功能，”他说。