nature子刊：氧化石墨烯與蛋白質3D打印出復雜血管組織

2020年3月5日，南極熊從外媒獲悉，近日《Nature Communications》上發(fā)表了一項關于3D打印的最新研究，詳細介紹了氧化石墨烯與一種蛋白質的3D打印，可以組織成復雜的血管組織。這項研究由諾丁漢大學和倫敦瑪麗皇后大學的Alvaro Mata教授領導。

Mata教授解釋說：“通過從納米級開始有序地進行合成，生物成分的自上而下的3D打印以及自下而上的自組裝，為生物制造提供了機會。 在這里，我們正在制造與細胞兼容的微尺度毛細管狀流體結構，具有生理相關的特性，并具有流動的能力?！?br />
Mata補充說：“這可以使實驗室中的脈管系統(tǒng)恢復活力，并對開發(fā)更安全，更有效的藥物產生影響，這意味著治療方法有可能更快地到達患者手中。”

掃描電子顯微鏡圖像，內皮細胞在打印的管狀結構表面上生長

自組裝材料

自組裝的特性被描述為將多個組件組織成更大的結構，許多生物系統(tǒng)依靠自組裝將分子構件組裝在一起，以組裝出功能更強大，更復雜的系統(tǒng)。生長，復制和修復的生命過程都依賴于自組裝。

研究中發(fā)現的新生物材料是氧化石墨烯與蛋白質自組裝的結果。研究人員觀察到蛋白質的柔性，無序區(qū)域符合氧化石墨烯更均勻的結構，從而在兩者之間形成了強大的相互作用。通過精確控制兩種成分的混合方式，科學家發(fā)現可以在細胞存在的情況下引導組裝過程，從而產生復雜而堅固的結構。

然后，最終結果生物材料可用作3D打印具有精細分辨率的復雜結構的生物墨水。該小組成功地在細胞存在下建立了血管模擬結構。研究中開發(fā)的結構具有相關的化學和機械性能，可以滿足其目的。

通過同時打印和自組裝在氧化石墨烯和蛋白質之間制成的管狀結構的特寫，圖片來自諾丁漢大學。

該項目的首席研究員Yuanhao Wu博士表示：“人們非常有興趣開發(fā)能模仿自然界的材料和制造工藝。但是，迄今為止，通過分子組件的自組裝來構建堅固的功能材料和設備的能力一直受到限制。這項研究引入了一種通過自組裝將蛋白質與氧化石墨烯整合在一起的新方法，該方法可以輕松地與增材制造整合，從而輕松制造出生物流體設備，從而使我們能夠在實驗室中復制人體組織和器官的關鍵部位?！?br />
編譯自：3dprintingindustry