类器官打印技术在空间堆积和定位打印方面有优势2024-10-09 08:35:11
微流控生物打印通过将目标细胞悬浮于可生物降解的水凝胶中，水凝胶中通常还包含支架材料和生长因子等组分，整体形成生物墨水。再通过空间堆积的形式形成复合堆积体，再经培养形成类器官。一方面，生物打印可灵活控制生物材料和细胞的空间堆积方式，创建复杂肿瘤模型。另一方面，可将其以复合物平面阵列的形式打印在开放基板上，或分配到多孔板中，生成位置高度可控的类器官液滴阵列，在这些不同位置加药即可实现高通量的药物筛选。基于打印技术可在数秒内生成一个类器官，结果显示平行打印的类器官间具有高度的可重复性。此外，将多相流液滴生成与基质胶液滴的3D打印相结合，可进一步提高类器官的生成速度，10min内可生成1000个类器官，并以每秒1个类器官的速度将生成的类器官接种至对应孔中。得益于基质胶液滴中的高细胞密度，类器官的成熟时间得以缩短，类器官间的一致性也获得显著改善。类器官打印技术在空间堆积和定位打印方面有突出的优势，但对生物墨水的配方提出了很高的要求，为实现一些物理特性使用的异质材料对后续类器官的培养可能存在潜在的影响。微孔阵列是微流控细胞捕获、聚集和3D培养的常用形式，通过调控微结构特征可控制类器官的尺寸并获得尺寸均一的类器官，应用规模化的微孔阵列可实现高通量的类器官培养。微孔阵列可由模具法、直接铣削、3D打印等方式获得。通过制备不同形状、不同材质的微孔，可有助于均匀聚集和类器官的形成。
该类系统不使用基质胶，可对微孔阵列中的类器官进行实时分析。相同数量细胞在微孔内的聚集有助于提升类器官的生成速度，并可同步群体内异质细胞的生长，提高类器官批量培养的一致性。每个微孔内生长的单类器官可方便地进行连续的动态形态监测，同时也可进行包括免疫组化、基因组、转录组等手段在内的后续分析。
出自《微流控技术在类器官药物筛选中的应用与发展趋势》作者:潘建章, 郑欣雨, 方群.
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