羟基磷灰石生物墨水在骨类器官自矿化与分化中的应用分析2025-04-28 08:42:14
此外，陈春英院士团队将具有不同石墨烯层和表面改性的单壁和多壁碳纳米管掺入Matrigel中，探究碳纳米管对肠道类器官发育的作用。研究结果表明碳纳米管能够有效促进肠道类器官发育。这种促进效应源于碳纳米管对细胞外基质粘弹性和细胞内能量代谢的调节。首先，碳纳米管能够激活细胞的机械膜传感信号、Piezo和下游P-p38-YAP通路。其次，碳纳米管调控了肠道类器官的代谢，并增强其细胞的线粒体活性、呼吸和营养吸收。这些机制相互配合，促进肠道类器官的增殖和分化。碳纳米管的促进作用在很大程度上取决于层数，表现为多壁碳纳米管＞单壁碳纳米管。羟基磷灰石是一种典型的无机材料，是骨组织的重要组成部分，有助于其矿化结构的形成。因此，在构建骨类器官中，羟基磷灰石的引入有望促进其自矿化和细胞分化能力。构建了含羟基磷灰石的生物墨水来模拟骨骼的复杂细胞外基质。所设计的生物墨水表现出理想的自矿化和促进细胞分化能力。生物打印骨类器官支架在体外和体内实验都表现出功能性机械支撑、长期细胞培养和自我矿化能力。
值得注意的是，生物打印骨类器官植入体内后，可高度成熟。该项研究突出无机成分在骨类器官发育中的潜力。无机活性材料促进类器官的应用方面也同样值得关注。通常来说，无机活性材料优化类器官的发育后，类器官的应用效果也会随之得到提升。研究表明用导电硅纳米线设计的心脏类器官显著增强了人多能干细胞衍生的心肌细胞治疗心肌梗死的效果。通过hPSC-CM、非肌细胞支持细胞和e-SiNW对心脏类器官进行了工程改造。
出自《无机活性材料在类器官研究领域的应用》作者:马文平，韩雅卉，吴成铁.
