韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)Sungjune Jung教授團(tuán)隊(duì)使用MicroFab的按需噴墨生物打印系統(tǒng)Jetlab II,將噴墨打印與微米級(jí)別的三層肺泡組織有效地結(jié)合起來,開發(fā)了一個(gè)與人體生理結(jié)構(gòu)高度類似的肺類器官芯片模型,克服了傳統(tǒng)組織制造方法在微流控裝置中的局限性,是研究肺部病毒感染和疾病模型以及藥物分析的有效工具。
介紹
肺是呼吸系統(tǒng)的主要器官,在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)吸入空氣和血液進(jìn)行氣體交換,肺泡直接暴露于外部環(huán)境中,使肺部容易受到細(xì)菌和病毒等病原體的感染,導(dǎo)致肺炎、結(jié)核病和肺癌等疾病的發(fā)展。對(duì)研究疾病的發(fā)病機(jī)制和藥物研究的體外肺模型的需求正在增加。傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)模型在結(jié)構(gòu)和功能上與活體肺存在差異,不適合用于診斷和治療。肺類器官芯片是一個(gè)先進(jìn)的培養(yǎng)平臺(tái),模擬肺泡屏障的機(jī)械和結(jié)構(gòu)特性,反映其生理微環(huán)境,包括灌注和肺功能。
生物打印是一種多功能技術(shù),可以自動(dòng)制造復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)的組織模型。Sungjune Jung教授團(tuán)隊(duì)使用MicroFab按需噴墨生物打印系統(tǒng)Jetlab II(80μm噴頭)通過微米分辨率定位噴射皮升體積的細(xì)胞懸液,成功在微流控芯片中構(gòu)建超薄多層肺泡屏障組織, 從而使精確制造的組織在灌注下的培養(yǎng)能夠模擬人體肺部的功能。如圖1所示。
結(jié)論
結(jié)合肺類器官芯片和噴墨生物打印技術(shù)是一種創(chuàng)新的方法,利用MicroFab按需噴墨生物打印系統(tǒng)Jetlab II開發(fā)了一種新型的肺類器官芯片平臺(tái),并且可以植入微流控系統(tǒng),提供ALI培養(yǎng)條件,且不均勻分布系數(shù)低(1.8%),對(duì)于人類未來在體外模擬各種器官從而對(duì)其進(jìn)行各種研究有重大意義,是研究病毒感染和疾病模型以及藥物分析的有效工具。
參考文獻(xiàn):
[1] Kim W , Lee Y , Kang D ,et al.3D Inkjet-Bioprinted Lung-on-a-Chip[J].ACS Biomater. Sci. Eng. 2023, 9, 5, 2806–2815