3D打印机可打神经组织 科学家发现抗癌新分子
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2015-05-16 09:24 (北京时间)
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来源:科技日报

小型生物3D打印机问世 可打印人工神经组织

  长期以来,科幻小说的梦想之一就是构建肉体,如《星球大战》中卢克·天行者的手,《第五元素》中的红发女莉露。有了3D打印以后,现实仍未赶上幻想,但有了生物3D打印以后,情况就不同了,它研究的正是打印身体组织。最近,美国密歇根理工大学研究人员开发出一种小型的生物3D打印机,可用于打印人工神经组织。

  密歇根理工大学纳米医学与纳米电子学实验室主管、机械工程与生物医学工程副教授图洛·苏库法说,神经再生是生物医学工程难题。“我们一出生就有了所有神经细胞,并且一直带着它们,神经细胞一旦损坏就无法很好恢复。”但如今,纳米技术仿生材料已能帮助脊髓受伤的病人,使他们损坏的神经再生。

  目前已有一些设备能极为精确地打印出整个器官,但其体积像一间屋子那么大,放在细胞培养罩、孵化器和冰箱之间。研究人员希望把这些巨大设备变得小巧灵活,就像他们的小型打印机。

  据物理学家组织网近日报道,密歇根理工大学研究人员开发的这款小型3D打印机能放在一张老式课桌上,就像一个去掉了前盖和两侧的烤面包机,不锈钢圆盘外环绕着金属框架,被紫外线灯照着,背面有液压系统和管线。打印机“墨盒”中有一个大注射器,里面装着一种红色胶状液体。只要给它装上针式打印头,即可拿出电脑,打印组织支架。

  打印的关键是要有合适的“生物墨水”才可打印组织。神经需要生物兼容组织作为细胞支架,而细胞膜质纳米晶体有极佳的机械性质,非常适合。此外,神经的功能是传递电脉冲,支架还要能导电。为此研究人员在打印材料中加了石墨烯,造出一种生物兼容性石墨烯—结合聚合体,将它们融化成胶状,能在打印压力下迅速流出。

  研究人员表示,他们将再研究一套精简适用的方法,用于打印神经细胞。同时他们也希望所开发材料能有更广泛用途,不止于神经再生。(记者 常丽君)

科研人员发现抗癌新分子 既可杀癌细胞又无毒性

  加拿大滑铁卢大学科学学院卢庆彬教授日前开创了一种以分子机理为基础的新方案,继而发现一类新的非铂类卤化分子既可杀死癌细胞,又能防止损伤健康细胞。

  飞秒激光光谱学传统上用于研究发生在分子水平的化学反应。在分子发生反应和结构改变时,激光可拍摄一系列“快照”。该项称为“飞秒医学”的技术是卢教授开发的一个新兴科学领域,旨在将超快激光应用于分子生物学和细胞生物学。

  卢教授利用该工具对DNA(脱氧核糖核酸)受损时刻的细胞癌化分子机制,及放疗和化疗,特别是广泛用于治疗多种癌症的顺铂化疗的工作机理进行了研究。

  卢教授称,DNA损伤是第一步,利用新的飞秒医学方法,研究人员可寻根溯源,找出DNA受损的首要原因,继而发现突变、癌化的原因。

  通过更多了解疾病的基本机制,卢教授预先选定了最有可能成为有效抗癌药物的分子。他发现一类非铂系分子在结构上与顺铂类似,但又不含有铂的毒性。对各种人类和鼠类培养细胞进行的临床前研究表明,这类新分子可有效对抗宫颈癌、乳腺癌、卵巢癌和肺癌。

  该项研究和临床前试验结果发表在本月的开放获取期刊《E生物医学》上。该期刊是由《细胞》和《柳叶刀》期刊编辑联合出版的一份新的研究临床杂志。卢教授目前已为新发现的系列非铂类卤化分子申请了专利,并希望尽快开始临床试验。(记者 冯卫东)

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