科学家通过结合基因疗法和生物打印成功修复骨骼

生物打印是对生产组织和器官等生物生产的3D打印的修改。它通过将生长因子,细胞和生物材料与类似于3D打印的技术相结合来创建三维组织。这是一个添加剂制造工艺,逐层沉积材料(生物键),以生成这些类似组织的结构。

器官3D打印

器官3D打印

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一个简短的历史

查尔斯·赫尔(Charles Hull)于1984年发明了用于非生物学目的的3D打印技术,而克莱贝(Klebe)是四年后首次展示生物构图的人。正是在2003年,托马斯·博兰(Thomas Boland)开发了从营养素,细胞和物质生物的生物界印刷生物学组织的第一个世界3D生物生产商。Organovo Company在2013年通过3D Bioprinting生产了世界上第一个全球肝组织,而Wake Forest Institute生产的人膀胱是第一个植入人类的3D印刷器官。

生物打印世界一直在发展,因为它是一个在研究和组织替代的医学中非常重要的领域。当前的生物组织生物打印的进展包括人心脏的印刷部分,生长的细胞和具有血管等的生命皮肤。

生物印刷和基因疗法

随着时间的流逝,只要存在所需的化学物质和条件,就可以修复其受损的组织。但是,情况并非总是如此,因为有时,理想条件是不完整的。因此,身体需要外部帮助才能实现治愈。这是T. Ozbolat及其团队进行的研究的基础。

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将生物打印的基因放在一些大鼠的头骨中,以帮助修复。这些基因是编码生长因子血小板衍生生长因子(PDGF-B)和骨形态发生蛋白(BMP-2)的基因。PDGF-B有助于细胞繁殖和迁移,而BMP-2有助于骨骼再生。这些生长因子有助于干细胞迁移到该区域,并有助于祖细胞转换为骨骼。

与喷墨打印机相当的设备用于在手术期间将两个基因打印到大鼠头骨的孔上。该混合物释放了BMP-2编码基因5周,PDGF-B编码基因10天。将蛋白质的DNA嵌入质粒中。质粒有助于遗传信息的运输。DNA进入祖细胞时,开始产生有助于骨生长的合适蛋白质。

在六周内,骨骼组织和骨覆盖率约为90%的40%的大鼠中,这些大鼠的生物打印基因控制了骨形态发生蛋白编码基因的释放。

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相反,患有相同缺陷但未接受这些基因的大鼠具有10%的新骨组织,骨覆盖率为25%。

临床意义

生物打印的世界正在发展,并且在充分发达时可以找到许多用途。可以使器官移植更容易,因为不必为捐助者寻找漫长的捐助者。由于可以从患者那里收集用于生物打印的培养细胞,因此可以降低移植排斥的发生率。

通过生物打印生产器官和组织可以帮助进行临床研究和试验。从而在实验室测试中取代动物和人类。

这项研究是在组织修复组织中使用生物打印的重要因素,因为可以通过基因治疗改善生物打印来实现修复所需的基本因素。

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结论

生物打印是生物工程的一个有前途的方面,在充分探索时,将为许多医学问题提供解决方案。需要进一步研究。

参考

术中生物打印骨构建体的PPDGF-B和PBMP-2的受控联合分娩可改善大鼠的钙质缺陷的修复

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