巴西圣保羅大學通過3D的方式打印了具有肝臟新陳代謝功能的肝組織

供稿人:焦天，連芩
供稿單位：機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室

肝臟作為人體最重要的器官之一，有著調節(jié)人體的新陳代謝、內(nèi)分泌和外分泌的重要作用。全球每年有約200萬人死于肝臟疾病，主要是由于在患者的肝臟疾病末期缺乏可供移植的肝臟。

巴西圣保羅大學的Ernesto Goulart等人通過3D的方式打印了具有肝臟新陳代謝功能的肝組織。該課題組的研究成果于2019年11月發(fā)表在 《biofabrication》雜志上。

圖1 擠出打印肝臟組織

課題組將人體誘導多能干細胞培養(yǎng)分化成肝母細胞、內(nèi)皮細胞和間充質細胞，并進行了肝母細胞細胞微球的培養(yǎng)。課題組將肝母細胞、內(nèi)皮細胞和間充質細胞混合在15%質量分數(shù)的海藻酸鈉和6%質量分數(shù)的普朗尼克F127溶液中制成生物墨水，根據(jù)墨水中肝母細胞的形態(tài)不同分為單細胞墨水和細胞微球墨水，使用兩種墨水采用擠出打印的方式打印了肝臟組織，并對比了采用肝母細胞單細胞和肝母細胞微球制成墨水打印的肝組織細胞活性和新陳代謝活力，結果表明采用細胞微球制成的墨水打印的肝組織在打印后培養(yǎng)18天后仍然保持較高的細胞活性（80%）和新陳代謝活力，而采用以往現(xiàn)有的方式制成的肝母細胞墨水打印的肝組織細胞活性較低（40%），且新陳代謝的功能遠低于肝母細胞微球墨水打印的肝組織，從而證明采用3D打印肝母細胞細胞微球墨水比現(xiàn)有的單細胞墨水打印方式更有利于打印具有肝臟功能的肝組織。

課題組提出的基于肝母細胞微球得生物打印技術的優(yōu)勢，有助于改進現(xiàn)有的肝臟生物打印技術在實現(xiàn)肝組織功能上的不足，在未來的肝組織移植和肝臟藥物篩選方面具有廣闊的應用前景。


參考文獻：
Ernesto Goulart, Luiz Carlos de Caires-Junior1, Kayque Alves Telles-Silva, et al. 3D bioprinting of liver spheroids derived from human induced pluripotent stem cells sustain liver function and viability in vitro [J]. Biofabrication, 2020,12:015010.