巴西圣保羅大學(xué)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(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

肝臟作為人體最重要的器官之一，有著調(diào)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(xué)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(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)分化成肝母細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞，并進(jìn)行了肝母細(xì)胞細(xì)胞微球的培養(yǎng)。課題組將肝母細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞混合在15%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的海藻酸鈉和6%質(zhì)量分?jǐn)?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(xì)胞的形態(tài)不同分為單細(xì)胞墨水和細(xì)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(xì)胞單細(xì)胞和肝母細(xì)胞微球制成墨水打印的肝組織細(xì)胞活性和新陳代謝活力，結(jié)果表明采用細(xì)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(xì)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(xì)胞墨水打印的肝組織細(xì)胞活性較低（40%），且新陳代謝的功能遠(yuǎn)低于肝母細(xì)胞微球墨水打印的肝組織，從而證明采用3D打印肝母細(xì)胞細(xì)胞微球墨水比現(xiàn)有的單細(xì)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(xì)胞微球得生物打印技術(shù)的優(yōu)勢，有助于改進(jìn)現(xiàn)有的肝臟生物打印技術(shù)在實(shí)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(yīng)用前景。


參考文獻(xiàn)：
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.