介紹
CELLINK的BIONOVA X支持灰階打印，通過控制曝光時(shí)間的長(zhǎng)短來調(diào)節(jié)打印產(chǎn)物的硬度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)肝模型的不同硬度的模擬。
 

上為打印流程的示意圖。將裝有生物墨水的多孔板放入BIONOVA X，進(jìn)行全自動(dòng)的高通量打印。A中模型文件可看出三種不同顏色，分別對(duì)應(yīng)了不同的曝光程度，依照其進(jìn)行打印，最終得到C、D所示的打印產(chǎn)物。打印C使用的生物墨水沒添加細(xì)胞，能明顯看出三種不同的顏色，與A中圖案匹配，而不同顏色對(duì)應(yīng)的硬度也是不同的；D同理，D所使用的生物墨水含有HepG2細(xì)胞，來源為健康的3月齡約克夏豬。

硬度分析

圖中前兩行，分別為不含細(xì)胞和含細(xì)胞的打印產(chǎn)物。從左到右，硬度遞減。

第三行中，Modulus代表硬度，數(shù)值越大，硬度越大。

大分子擴(kuò)散

A、B分別使用了4.4kDa和60-85kDa的分子。不同硬度的打印產(chǎn)物中，分子擴(kuò)散相似，表明此研究中硬度不影響分子擴(kuò)散。

細(xì)胞成活和基因表達(dá)

 

A為打印前和打印1日后細(xì)胞活力，可見打印過程對(duì)細(xì)胞幾乎沒有傷害。隨后進(jìn)行持續(xù)七天的培養(yǎng)，測(cè)定球狀體發(fā)育情況和基因表達(dá)。其結(jié)果為，硬度為低和中的模型里的細(xì)胞在打印3天后開始成球并隨時(shí)間推移而持續(xù)明顯增大；而硬度高的模型內(nèi)細(xì)胞成球較小，可見折線圖B。

基因表達(dá)分析為打印后7日所測(cè)。增殖標(biāo)記MKI67、AFP、ALB，在硬度低和中的樣本里表達(dá)量相近，而硬度高的樣本則顯著低于兩者；凋亡標(biāo)記CASP8相反。另外，胰島素相關(guān)因子IGF2表達(dá)量，硬度高的樣本顯著高于其它。最后，與肝細(xì)胞癌腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)高度相關(guān)的MMP9標(biāo)記，顯示出硬度越高，其表達(dá)量越高。

結(jié)語(yǔ)
CELLINK公司的數(shù)字光處理3D生物打印機(jī)BIONOVA X，能夠通過灰階打印制作不同硬度的細(xì)胞支架，且可在一個(gè)打印物的不同部分實(shí)現(xiàn)不同硬度；且支持在多孔板的孔中直接高通量打印，6、12、24孔均可實(shí)現(xiàn)；且打印過程為全自動(dòng)，非常省心。

這些特性使得BIONOVA X能輕松的為細(xì)胞制備不同的細(xì)胞環(huán)境，以觀察細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的差異；更進(jìn)一步，還可以制備多種環(huán)境并存的樣本，研究細(xì)胞在不同環(huán)境間的遷移。此研究就發(fā)現(xiàn)了高硬度限制了干細(xì)胞的增殖和生產(chǎn)，但增強(qiáng)了其遷移和入侵的能力。

BIONOVA X有潛力進(jìn)行更為復(fù)雜的生物仿生模型構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)各種不同的微架構(gòu)，并整合各種細(xì)胞類型、生物材料、生化因子，以匹配您差異化的需求，助力病理生理學(xué)研究、高通量藥物篩選應(yīng)用和疾病建模。