麻省理工学院的研究人员开发了一种名为MagMix的磁性混合系统，旨在解决3D生物打印中一个长期存在的难题：在长时间打印过程中，细胞容易沉淀到打印机注射器的底部。该系统由一个小型磁性螺旋桨和一个连接电机的永磁体组成，该电机控制螺旋桨的运动。这项研究于2月2日发表在《Device》杂志上，展示了这种方法如何在整个打印过程中保持细胞分布均匀。
图片来源：麻省理工学院
“这种细胞沉降现象在打印大型组织所需的长时间打印过程中会加剧，导致喷嘴堵塞、细胞分布不均以及打印组织之间的不一致性，”麻省理工学院尤金·贝尔组织工程职业发展教授兼机械工程助理教授里图·拉曼解释道。研究人员表示，目前的解决方案，例如手动搅拌或被动混合器，一旦打印开始，就无法保持均匀性。
测试表明，MagMix 能够防止细胞在多种生物墨水上连续打印超过 45 分钟后发生沉降，同时减少堵塞并保持较高的细胞活力。研究团队利用计算机模拟优化了螺旋桨的设计和转速，并通过实验验证了结果。作为概念验证，研究人员证明该系统能够打印出可在数天内发育成肌肉组织的细胞。
拉曼实验室 MagMix 平台
这款紧凑型装置可安装在标准3D生物打印机上，无需更改生物墨水配方，也不会干扰打印机的正常运行。论文第一作者、麻省理工学院机械工程博士后费尔多斯·阿夫加赫指出，“精确控制生物墨水的物理和生物学特性对于重建天然组织的结构和功能至关重要。” 研究人员认为，改进的组织打印技术有望支持疾病建模、药物测试，并最终应用于再生医学领域。
这项研究得到了麻省理工学院安全、健康与环境探索实验室（SHED）的支持，该实验室致力于将生物制造创新从实验室演示转化为可扩展的应用。“MagMix 就是一个强有力的例证，它展现了技术基础设施和跨学科支持的正确结合如何能够推动生物制造技术走向可扩展的、具有实际应用价值的未来，”SHED 创始主任 Tolga Durak 表示。
来源：news.mit.edu
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