许多研究小组正在测试用丝蛋白制成的“墨水”来打印人体组织、植入物，甚至可能是器官。该过程是使用胶原蛋白（人体天然支架中的关键蛋白质）进行传统 3D 打印的一种成本较低的替代方案。印度阿萨姆邦的研究人员正在研究使用当地蚕种来完成这项任务——他们最近提交了一项生物墨水的专利，该生物墨水使用了从当地蚕种Antheraea assamensis和Samia ricini以及常用的Bombyx mori中提取的蛋白质组合。科学家们已将它们编织成从血管到肝叶的合成结构；在 9 月份发表在ACS Applied Materials & Interfaces上的一篇论文中，他们描述了模仿整个耳朵的软骨。
丝绸是一种天然聚合物，一种具有长而重复的分子链的物质。它机械强度高且完全可生物降解，非常适合组织工程应用。为了使用它，研究人员从蚕的腺体中提取液态丝绸，或将丝纤维溶解在溶剂中。他们小心地将凝胶状液体与患者的干细胞混合，然后使用 3D 打印机逐层构建结构。植入后，细胞生长并取代丝绸支架，丝绸支架最终会退化成氨基酸。
从动物遗骸（一种常见的医疗来源）中提取和纯化胶原蛋白既复杂又昂贵。“与胶原蛋白相比，丝绸在供应和加工方面具有巨大的优势。在印度使用它们时，本地采购也是一个明显的优势，”塔夫茨大学生物医学工程系主任 David Kaplan 说，他没有参与这项新研究。家蚕丝绸已广泛用于生物打印，但印度理工学院古瓦哈提分校阿萨姆邦 Biman B. Mandal 的实验室是首批将野生蚕丝纳入其中的实验室之一。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续报道有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
实验室首席研究员 Mandal 说，这些丝绸是生物墨水的理想候选材料，因为它们可以组合起来构建坚固而有弹性的支架。“例如，在制造骨组织时，这很重要，”他补充道。
研究人员通常使用化学物质来交联丝绸聚合物链，这有助于维持 3D 结构，但 Mandal 的小组发现了一种丝绸和明胶的混合物，无需许多这些化学物质即可发挥作用。他还说，野生蚕丝上也有细胞自然附着的斑点：“对于其他蚕丝，它们必须用促进粘附的化学物质进行修饰。这可能很复杂、昂贵且可能具有毒性。” Kaplan 对此表示赞同，并补充说，这些结合点使细胞能够快速粘附到丝绸基质上。
Mandal 和他的合作者已经创建了原型结构，包括骨骼和软组织，例如心脏和肝脏的组织。接下来将是重建人体膝关节半月板和骨骼末端的复杂组织。