本月早些時候，倫敦帝國理工學(xué)院發(fā)表了一篇論文，認為通過結(jié)合工程和分子科學(xué)，3D打印可以更快，更一致，更便宜。 現(xiàn)在，倫敦瑪麗皇后大學(xué)（QMUL）的研究人員已經(jīng)開發(fā)出新的分子3D打印技術(shù)，可以幫助重新創(chuàng)造類似于人體的復(fù)雜生物環(huán)境。

QMUL以其使用添加劑制造技術(shù)使物體消失的工作而聞名，創(chuàng)造了一種簡單而廉價的技術(shù)，稱為3DEAL，可以在軟物質(zhì)中產(chǎn)生復(fù)雜的分子模式，如水凝膠，達到厘米級 深度和在微觀上的決議。

QMUL工程與材料科學(xué)學(xué)院的Alvaro Mata教授說：“人體主要由各向異性，分層結(jié)構(gòu)和大多數(shù)三維結(jié)構(gòu)組成。 “制造能夠再現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的物理和化學(xué)特征的環(huán)境的新方法，將會對開發(fā)更有效的藥物或更多功能性組織和器官構(gòu)建體的設(shè)計有重要意義?！?/span>

馬塔教授是該項目的首席研究員，該項目由ERC啟動資助資助，最近該研究團隊發(fā)表了題為“3D電泳輔助光刻（3DEAL）：3D分子印刷創(chuàng)造功能”的論文 Patterns and Anisotropic Hydrogels，“Advanced Functional Materials; 共同作者包括Juan P. Aguilar，Michal Lipka，GastónA. Primo，Edxon E. Licon-Bernal，Juan M.Fernández-Pradas，Andriy Yaroshchuk，F(xiàn)ernando Albericio和Mata教授。

該摘要寫道：“以微米級分辨率輕松生成由功能分子組成的各向異性水凝膠環(huán)境的能力是生物材料領(lǐng)域令人興奮的可能性。這項研究報告了一種新穎的3D電泳輔助光刻（3DEAL）平臺，它結(jié)合了蛋白質(zhì)組學(xué)，生物技術(shù)和微細加工等元素，在水凝膠中打印明確的3D分子模式。 3DEAL平臺的潛力通過在九種廣泛使用的水凝膠中對免疫球蛋白G，纖連蛋白和彈性蛋白進行圖案化并且表征圖案深度，分辨率和縱橫比來評估。此外，通過制造包括平行和垂直柱，曲線，分子組成的梯度以及尺寸和深度從數(shù)十微米到數(shù)厘米的多種蛋白質(zhì)的圖案的復(fù)雜圖案來證明該技術(shù)的多功能性。印跡分子的功能是通過在纖連蛋白模式聚丙烯酰胺 - 膠原水凝膠上培養(yǎng)NIH-3T3細胞并選擇性地支持細胞生長來評估的。 3DEAL是一種基于可控分子印刷的簡單，易用和多功能的水凝膠圖案化平臺，可以實現(xiàn)可調(diào)諧，化學(xué)各向異性和分層3D環(huán)境的開發(fā)。

電泳指的是帶電粒子在流體或凝膠中在電場的作用下的運動，并與之前的3D打印技術(shù)結(jié)合使用。 QMUL的3DEAL技術(shù)使得可以用QMUL所稱的“化學(xué)成分的空間控制”來設(shè)計3D水凝膠環(huán)境。

這使他們有機會重新創(chuàng)造實際的生物學(xué)場景，如3D模式和分子梯度，這些場景可以用于構(gòu)建復(fù)雜的組織工程構(gòu)建體和設(shè)計新的藥物篩選平臺。

QMUL的博士生Primo解釋說：“這項技術(shù)的一個主要優(yōu)勢是其堅固性和成本效益。 “它很簡單，可以用于不同類型的易得水凝膠，并用不同類型的分子進行圖案化?！?/span>

3DEAL技術(shù)的最重要的設(shè)計特征是電場和多孔掩模，其以大的體積以微尺度分辨率移動和定位水凝膠內(nèi)的不同類型的分子。

昆士蘭科技大學(xué)再生醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程專家Dietmar Hutmacher表示：“仿生和各向異性水凝膠的制備表現(xiàn)出與方向相關(guān)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，已經(jīng)引起了科學(xué)界的極大興趣。 “Mata實驗室利用這種創(chuàng)新的3DEAL技術(shù)擴大了工具箱的范圍?！?/span>

QMUL研究團隊的目標(biāo)是創(chuàng)造出創(chuàng)新的3DEAL技術(shù)的變體，以允許更復(fù)雜的圖案化，并專注于生物學(xué)研究和組織工程應(yīng)用的體外模型。

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