用超短肽打印水凝胶支架的生物清洗新工艺

一种新的自动打印工艺打印含有均匀分布细胞的肽基水凝胶支架。支架能保持良好的形状，并成功地促进了持续数周的细胞生长。

“生物冲洗”--结合活细胞的3D打印--具有革命性组织工程和再生学的潜力。科学家们已经对天然和合成的“生物墨水”进行了实验，以打印出支撑细胞生长并形成具有特定形状的组织的支架。

天然生物墨水，如明胶和胶原蛋白，需要经过化学或紫外线处理才能保持其形状，从而影响细胞的生存能力。迄今为止测试的合成聚合物水凝胶还需要使用威胁细胞生存的严酷的化学物质和条件。

KAUST生物工程师夏洛特·豪瑟带领一组研究人员开发了一种生物清洗工艺，使用超短肽作为基础。他们利用异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和环己丙氨酸的不同组合设计了三种多肽。

在实际操作中，该团队使用了一种新颖的三进喷嘴-肽生物墨水进入一个入口，缓冲液进入另一个入口，细胞通过第三个入口加入。这允许肽墨水逐渐与缓冲液混合，然后与喷嘴出口处的细胞结合。一旦墨水被喷射出来，它就会立即凝固，捕捉其结构中的细胞。

要找到一种支持细胞长期存活的细胞友好型生物材料，同时也是可打印的，这是一项具有挑战性的工作。我们的生物墨水由自组装的超短肽水凝胶制成，有效地解决了这一挑战。

Hep Hari Susapto博士

这个研究小组能够打印出四厘米高的圆柱体，以及一个像人类一样的鼻子，它们都能很好地保持它们的形状。

人成纤维细胞、人骨髓间充质干细胞和小鼠脑细胞在水凝胶基质中存活和增殖良好。科学家们在四周内进一步诱导骨髓间充质干细胞在印刷支架内分化为弹性软骨样组织。

该团队目前正在努力改变他们的生物墨水的表面化学，使其更接近人体内的细胞环境。

豪瑟说：“我们的下一步是将三维疾病模型和微型器官进行高通量药物筛选和诊断。”“这有助于减少寻找更有效和个性化药物的时间和成本。”

更多内容：Susapto, H.H., et al. (2021) Ultrashort Peptide Bioinks Support Automated Printing of Large-Scale Constructs Assuring Long-Term Survival of Printed Tissue Constructs. Nano Letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04426.