現有生物打印組織的一個顯著缺點是由于制造和儲存的復雜性而難以廣泛應用。近日，哈佛大學醫學院Y. Shrike Zhang教授課題組報道了一種獨特的冷凍生物打印策略，通過結合擠出式生物打印和冷凍保存，同時制備和冷凍保存負載細胞的組織結構。通過使用具有精確可控溫度的冷凍板設計以及冷凍保護生物墨水的優化，來研究冷凍生物打印的可行性和有效性（圖 1）。有意思的是，原位冷凍過程進一步提高了載有細胞的水凝膠生物墨水的可打印性，以實現打印自由形式的結構。研究進一步評估了生物墨水不同成分在低溫冷凍生物打印環境下對細胞活性的影響，而功能性最終通過細胞分化和雞胚離體實驗進行了驗證。該方法將對生物打印組織結構的儲存和運輸產生深遠影響，使得其將來的應用轉化性得以顯著提高。
圖1 用于同時制備和冷凍保存的冷凍生物打印示意圖。
該文章以“Freeform Cell-Laden Cryobioprinting for Shelf-Ready Tissue Fabrication and Storage”為題發表在《Matter》上。哈佛大學醫學院、McGill大學聯合培養博士Hossein Ravanbakhsh，哈佛大學醫學院、四川大學華西臨床醫學院聯合培養博士羅澤宇，哈佛大學醫學院、鄭州大學訪問學者張響為論文的共同第一作者，通訊作者為哈佛大學醫學院Y. Shrike Zhang教授。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238521006135
研究者進一步采用冷凍保護生物墨水進行了廣泛的應用性驗證。利用優化好的冷凍保護生物墨水，同時使用具有精確溫度控制的冷凍板，在負載細胞的情況下可以直接在垂直方向上進行擠出式生物打印。有趣的是，垂直冷凍生物打印使得定向冷凍成為可能，由此創造了包含在垂直方向上互連的微通道的結構，也增強了水凝膠的機械性能。與標準水凝膠中的相同細胞相比，垂直冷凍生物打印水凝膠支架中的骨骼肌成肌細胞顯示出增強的細胞活力、伸展和排列形態。該方法進一步擴展到多材料打印，在界面組織工程中尋找潛在應用，例如創建肌肉-肌腱單元和肌肉-微血管單元。這種的獨特的垂直冷凍生物打印技術在各向異性組織的組織工程、藥物發現和個性化治療等中將有廣泛應用（圖2）。
圖2 垂直冷凍生物打印示意圖及其在肌肉組織工程中的應用。
該文章以“Support Bath-Free Vertical Extrusion Cryo(bio)printing for Anisotropic Tissue Manufacturing”為題發表在《Adv. Mater.》上。哈佛大學醫學院、四川大學華西臨床醫學院聯合培養博士羅澤宇，哈佛大學醫學院、南京林業大學聯合培養博士唐國勝 （現廣州醫科大學教授）為論文的共同第一作者，通訊作者為哈佛大學醫學院Y. Shrike Zhang教授。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202108931
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