生物材料的发现实现了组织样血管结构的3D打印
国际科学家团队发现了一种新材料，可以用于3D打印组织样血管结构。
在由诺丁汉大学和伦敦玛丽女王大学的阿瓦罗·马塔教授领导的一项新研究中，今天发表在《自然通讯》杂志上，研究人员开发了一种方法，可以将氧化石墨烯与一种蛋白质一起3D打印，形成能够复制某些血管组织特性的管状结构。
马塔教授表示：“这项工作通过在纳米尺度上以一种有序的方式同时进行自上而下的3D生物打印和自下而上的合成和生物组件自组装，为生物制造带来了机会。在这里，我们正在生物制造微米级类似毛细管的流体结构，这些结构与细胞兼容，展现出生理相关性的特性，并有能力承受流动。”
具有显著特性的材料
自组装是多个组件可以组织成更大的明确定义结构的过程。生物系统依赖这一过程，将分子构建块可控地组装成具有显著特性的复杂和功能性材料，如生长、复制和执行强健功能的能力。
新的生物材料是由蛋白质和氧化石墨烯的自组装制成的。组装机制使蛋白质的柔性（无序）区域能够有序并符合氧化石墨烯，产生强烈的相互作用。通过控制这两种组件混合的方式，可以引导它们在存在细胞的情况下以多个尺寸级别组装，并形成复杂的坚固结构。
然后，这种材料可以用作3D打印生物墨水，打印出具有复杂几何形状和10mm分辨率的结构。研究团队已经证明了在细胞存在的情况下建造类似血管的结构，并展现出生物相关的化学和机械性能。
该项目的首席研究员吴元浩博士表示：“人们对开发模拟自然的材料和制造工艺有很大兴趣。然而，通过分子组件的自组装构建强健功能材料和器件的能力直到现在一直受限。这项研究介绍了一种新方法，通过自组装将蛋白质与氧化石墨烯结合，很容易地融入添加制造中，以便轻松制造出允许我们在实验室中复制人体组织和器官关键部位的生物流体设备的材料。”
图片显示（从左到右）：
通过氧化石墨烯和蛋白质之间的同时打印和自组装制成的管状结构的特写。
具有内皮细胞（绿色）的生物打印管状结构的横截面，内皮细胞生长在墙体上并嵌入其中。
共聚焦显微镜图像描绘了在打印的管状结构内生长的内皮细胞（绿色）之间的连接点。
扫描电子显微镜图像描绘了生长在打印管状结构表面上的内皮细胞。
故事来源
关于阿尔瓦罗·马塔教授的更多信息，请联系诺丁汉大学的简·艾可传媒关系经理，电话0115 74 84417，电子邮件jane.icke@nottingham.ac.uk
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