蠶絲生物墨水材料將促進(jìn)生物組織的3D打印

[據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)網(wǎng)2015年9月2日?qǐng)?bào)道]隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步，骨頭和一些相對(duì)簡(jiǎn)單的身體部位已經(jīng)能夠直接3D打印出來(lái)并安裝到患者身上。然而，帶有多種功能的更復(fù)雜的生物組織難以被打印出來(lái)，原因是難以找到一種理想的生物墨水。目前科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種用蠶絲制作成的墨水，為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)帶來(lái)了新的可能。

當(dāng)前大部分用于3D打印的墨水是由熱塑性塑料、硅樹(shù)脂、膠原、明膠或藻酸鹽制成。然而，這些材料的使用有很多限制。例如，溫度和pH值變化，以及交聯(lián)反應(yīng)都可能破壞研究人員加入到墨水中的細(xì)胞及其他生物成分。此外這些材料經(jīng)常需要使用抗生素或細(xì)胞激素進(jìn)行處理，會(huì)影響到墨水中的細(xì)胞。為解決這些問(wèn)題，研究人員將研究目標(biāo)轉(zhuǎn)向蠶絲蛋白，并開(kāi)發(fā)了一種不需要在嚴(yán)苛條件下處理的方法。

研究人員將具備生物相容性的蠶絲蛋白、甘油、無(wú)毒糖醇結(jié)合在一起，制作出的墨水清澈，具有柔性，能在水中保持穩(wěn)定，且不需要任何其他的處理過(guò)程。研究人員稱這種新型材料將用于生物醫(yī)學(xué)植入物和組織工程中。

據(jù)南極熊3D打印網(wǎng)了解，蠶絲蛋白（Fibroin；シルクタンパク）又名：絲素蛋白。絲素蛋白，是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，含量約占蠶絲的70%～80%，含有18種氨基酸，其中甘氨酸(gly)、丙氨酸(ala)和絲氨酸(ser)約占總組成的80%以上。具有良好的生物相容性，在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景甚廣，目前已經(jīng)很多產(chǎn)品打著蠶絲蛋白的概念在銷(xiāo)售。據(jù)復(fù)旦大學(xué)邵正中介紹，“由于蠶絲蛋白的來(lái)源簡(jiǎn)單、純度高并具有良好的生物相容性，越來(lái)越多的研究人員嘗試使用蠶絲蛋白代替常規(guī)的生物醫(yī)學(xué)材料如膠原蛋白等。蠶絲蛋白能夠作為組織工程中提供干細(xì)胞生長(zhǎng)的支架材料，也能夠應(yīng)用于骨再生的支撐材料。蠶絲蛋白也能夠做成微球和生物黏合劑，分別用于藥物分散的載體和手術(shù)創(chuàng)傷的縫合。”“目前，蠶絲蛋白作為生物醫(yī)學(xué)材料在臨床上使用還面臨許多的困難，但是經(jīng)過(guò)科研人員的不斷努力，蠶絲蛋白必將成為生物醫(yī)學(xué)中廣泛使用的生物材料�！�

如此看來(lái)，蠶絲蛋白與3D打印的結(jié)合或許會(huì)帶來(lái)新的希望。