研究人員從蘋果渣中提取生物材料 為組織再生制造3D基質(zhì)

dy1993   2017-04-11 09:24:07

3D打印技術(shù)一直在對醫(yī)療領(lǐng)域中的組織和骨再生產(chǎn)生著積極影響?,F(xiàn)在,馬德里理工大學生物醫(yī)學技術(shù)中心(CTB-UPM)正在與馬德里材料科學研究所(ICMM-CSIC)及來自西班牙科學研究委員會的催化與石油化學研究所(ICP-CSIC)合作,用榨汁后的蘋果渣來制造生物材料,以再生骨頭和軟骨組織。

生物材料充當組織再生的3D基質(zhì),對關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松癥、骨關(guān)節(jié)炎等與年紀相關(guān)、需要再生醫(yī)學的疾病非常重要。

那么,為什么蘋果渣呢?這種原料是蘋果榨油或榨汁后的固體遺留物,含有莖、種子、果肉和果皮,產(chǎn)量豐富——2015年世界蘋果產(chǎn)量超過了7000萬噸。大約75%的蘋果被轉(zhuǎn)化為果汁,剩余的果渣含有約20-30%的干物質(zhì),主要被用來堆肥或用作動物飼料。如果能將產(chǎn)量如此龐大的蘋果渣轉(zhuǎn)化成生物材料,廢物量將大大降低。

研究人員將他們的最新成果發(fā)表在了《Cleaner Production》雜志上。根據(jù)這篇文章,這是首次將提取自蘋果廢物的材料用在硬組織和軟組織工程應用中。他們的蘋果渣多元化工藝基于生物活性分子(如果膠和抗氧化劑)的“連續(xù)提取”,由此產(chǎn)生的生物材料具有適合用于組織工程的質(zhì)地和孔隙度。

與商業(yè)產(chǎn)品相比,從蘋果渣中提取的化學品和材料不僅環(huán)保,而且競爭力十足。碳水化合物和抗氧化劑的提取占了果渣干重的2%,這些細胞一旦提取出來就是重要的保健品。提取的果膠占10%,具有極高的生物相容性,特別是在處理皮膚傷口和制備抗腫瘤藥物方面。

此外,提取果膠和抗氧化劑后剩下的蘋果渣仍然可被設計成帶有適當數(shù)量的紋理、組成和結(jié)構(gòu),這些是生長不同類型的細胞所需要的。在這種情況下的被用來再生骨頭和軟骨組織的生物材料,軟骨細胞和成骨細胞都有用到,二者與軟骨和骨組織再生有關(guān),因為如前文所提到的那樣,生物材料是組織再生的3D基質(zhì)。

由于在此次研究中發(fā)現(xiàn)了新材料,研究人員正在努力開發(fā)新的技術(shù)應用,其中3D打印技術(shù)可被用來構(gòu)建定制的生物材料。繼續(xù)這項研究以及將蘋果渣轉(zhuǎn)變成有價值的最終產(chǎn)品有明顯的經(jīng)濟激勵,例如,此項研究中的生物材料廢物每噸不足100歐元,而目前市場上具有類似應用的其他產(chǎn)品每克就可以超過100歐元。

延伸閱讀:日本京都大學研發(fā)出可促進神經(jīng)細胞再生的生物3D打印導管

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