近日，清華大學(xué)化學(xué)系劉冬生課題組與英國(guó)瓦特大學(xué)等單位合作，研制出可應(yīng)用于活細(xì)胞3D打印的DNA水凝膠材料。該材料被《自然》評(píng)價(jià)為是“一種非常有前景的打印三維組織和人工器官的材料”。
水凝膠因其高含水量和類似于細(xì)胞外基質(zhì)的特點(diǎn)，是三維組織打印和人工器官制備的首選基材，也因此成為化學(xué)、材料和生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但直到DNA水凝膠研發(fā)之前，還沒有一種水凝膠材料能夠同時(shí)滿足活細(xì)胞三維打印所要求的細(xì)胞相容性、力學(xué)強(qiáng)度、通透性、快速成型等苛刻條件。
劉冬生研究團(tuán)隊(duì)在世界上率先制備出一類新型DNA水凝膠材料，該材料能夠同時(shí)滿足多項(xiàng)活細(xì)胞3D打印的需求：速度快，可以達(dá)到秒級(jí)成型;條件溫和，過程完全在生理?xiàng)l件下完成，不涉及化學(xué)反應(yīng)以及能夠?qū)?xì)胞造成傷害的外界刺激;強(qiáng)度、通透性好，打印出來的產(chǎn)品最終尺寸可以達(dá)到厘米級(jí)別以上的尺度，不變形和軟化，還能夠保證細(xì)胞生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送;具有良好的觸變性和自修復(fù)性能，在細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)可以不斷改變自身的結(jié)構(gòu)，能夠在保證對(duì)細(xì)胞提供足夠支撐的情況下不限制其擴(kuò)增;可以根據(jù)需要迅速分解不殘留，這些特點(diǎn)為將來3D打印器官的活體移植創(chuàng)造了條件。
