生物打印活动细胞

　　在办公室里经常可以见到的喷墨打印技术，现在被用于以活细胞作为墨水的生物打印技术的研究，以探索工业化生产复杂的组织或器官的方法。然而，以喷墨打印为基础的细胞打印技术使大量的细胞受损或是死亡。现在研究者发展出一种类似于古代中国雕版印刷的技术。这种方法可以使几乎所有的细胞存活。这项技术在《国家科学院院刊》中有详细的信息。
  
　　生物打印技术可能不仅仅被用于工业化生产组织和器官上，同样用于在多种多样的实验中，以在材料表面分布一定排列模式的细胞，比如说检测一种分子可能在医药中的作用，或者分析细胞是如何与其他细胞交流、相互作用的。之前的基于喷墨技术的细胞打印中，过半被打印的细胞都死了。在打印过程中还不能控制细胞的精确位置。并且它昂贵且难以操作。
  
　　“我们已经厌倦了使用喷墨打印，开始考虑其它可以排布细胞模式的方法，”休斯顿卫理公会研究所的生物医学研究者秦立东说。
  
　　秦立东回忆着那天他和同事们被孩子们玩的橡皮图章所启发。这些图章印出字母和其它图案的方法非常像古代中国雕版印刷。这种技术在1800多年前对印刷技术产生了革命性的影响。
  
　　我们所讨论的印刷板使用硅制成的。细胞在印刷硅板中纵向流下。在硅板的制造过程中，这些纵列中的位点排布是可调配的。这些纵列里有一些像鱼钩一样的卡子，这可以辅助控制细胞被固定到表面上的比例。当硅板被移走，细胞以精确的组成形式留在材料表面下来。
  
　　“只要细胞悬挂的足够好， 就不会有什么影响，”秦立东说道。“这些鱼钩一样的卡子的边缘并不锋利，细胞也不会被破坏。”
  
　　这种方法能在最少半小时内生产出2维的细胞阵列。这样打印出来的细胞相互间可以贴近到5微米——相比大多数动物10-30微米的宽度。这种方法还可以同时处理多种类型的细胞，最终近乎100%的细胞都能存活。研究者们给这种方法起名叫平板细胞印刷（Block-Cell-Printing，BloC-Printing）。

　　科学家示范了他们可以网格状打印转移瘤细胞，并且通过与非转移瘤细胞比较来检测它们的生长情况，以鉴定非转移瘤细胞的转移潜能。这可以辅助诊断肿瘤的分期。
  
　　研究者同样呈网格状打印脑细胞，并使这些细胞之间产生相互联系。这些细胞连接可能会在将来神经元交流和再生的研究中有用处。而神经元的交流和再生对于我们认识阿尔茨海默病和其它神经系统退行性疾病有关。
  
　　“我们发现打印神经元细胞尤其具有挑战性——为了找到正确的条件，我们花了三个多月的时间，”秦立东说道。
  
　　科学家特别提到，制造每一个印刷平板所需的材料仅仅花费了大概1美元。并且每一个平板可以反复使用，进行数百次印刷。除了前期制作平板，这种技术不需要高精尖的仪器。一名研究者只需要一个吸管，一瓶活细胞的悬液，一个培养皿以及稳定的手，秦立东说。相比之下，基于喷墨技术的细胞打印要花费1万到20万美元。
  
　　秦立东也提到基于喷墨技术的细胞打印发展更快，并且平板细胞印刷还不能像喷墨技术那样打印多层的结构。秦立东仍然认为他们的技术会在很多类型的实验中发挥作用，如涉及药物筛选、RNA干扰和其它分子细胞间、细胞-细胞间相互作用的研究中。
  
　　题图中所示为扫描电镜下带hoop-like traps的block，右上角小图中数字单位为微米。
  
　　文中图为扫描电镜下平板细胞印刷的过程，向右的箭头示意时间，单位为分钟，黑色短粗线为比例尺（示意50微米），左边四个纵列细胞和平板都是铺在基底层上的，最右侧的纵列示移去平板后细胞已粘附于基底层上。

[时间：2015-03-26  来源：译言网 zzeen ]