BionovaX光固化打印助力打造高通量肠道体外隐窝模型
2026-09-07 来源:本站 点击次数:97
研究背景：体外肠道模型构建的现实困境
肠道是人体重要的消化与免疫屏障，肠道内壁布满特征性隐窝 绒毛结构，依靠该特殊空间架构完成营养吸收、黏膜分泌、细胞更新等生理过程。肠道类器官、肠道体外模型是肠道发育、肠道疾病机制研究、药物毒性筛选的核心工具。
传统体外肠道模型主要依赖二维细胞培养、微流控肠道芯片。二维培养无法还原肠道三维空间结构；微流控芯片设备复杂，依赖流体剪切力、外源 WNT 信号激动剂来诱导细胞分化，实验门槛高，高通量筛选能力受限。同时，越来越多研究证实：除生化信号之外，基质几何形貌、力学微环境同样可以独立调控细胞命运、组织形态发生，但如何精准、可重复地构建具备可控几何、可调刚度的水凝胶微支架，长期以来是组织工程领域的技术瓶颈。
硬核设备实力，打通仿生微环境制备全流程
CELLINK BIONOVA X 是全球首款可直接在多孔板内完成打印的 DLP 数字光处理生物打印机，采用 405 nm 可见光固化，兼顾高打印精度与活细胞高存活率，XY 方向打印分辨率可达10 μm，支持 6/12/24/96 孔板直接打印，打印完成无需转移样品，减少精细微结构破损，适配后续免疫荧光、qPCR、高通量药物筛选等下游实验流程。
设备开放生物墨水体系，兼容 GelMA、PEGDA 等各类光固化水凝胶；可通过打印参数、后交联工艺，对水凝胶支架的刚度进行精准调控，实现几何形貌、基质刚度两个关键变量解耦，方便科研人员单独研究几何边界效应、基质力学信号分别对细胞行为、组织形态发生带来的影响，为解析机械转导机制提供强大的硬件基础。
顶尖科研成果落地：几何调控 WNT 激活驱动肠道形态发生
加州大学尔湾分校 Quinton Smith 团队，使用CELLINK BIONOVA X 生物打印机开展肠道形态发生研究，相关成果发表于《Advanced Healthcare Materials》，为体外肠道模型开发提供全新范式。
该研究团队使用 BIONOVA X 打印 GelMA 水凝胶微孔阵列，通过调控生物打印的明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）构建体，将其最终刚度调至约12.5 kPa，以创建适于Caco-2细胞培养的、具有生物相容性的图案化微孔。这使得以研究边缘效应对图案化隐窝结构形成及其功能的影响，最终建立了一种可重复的、用于制造功能性类肠道隐窝结构（functional crypt-like structures）的方法.
研究获得重磅发现：仅依靠支架几何边界效应，不添加任何外源性 WNT 激动剂，就能够诱导 Caco 2 细胞发生类隐窝 绒毛出芽，上调肠道功能标志物 MUC2 黏蛋白表达。当边界效应 E 达到最优区间（0.018 μm⁻¹，0.07 mm² 三角形微孔），MUC2 基因表达显著上调；若使用 Blebbistatin 抑制肌球蛋白 细胞骨架收缩，阻断机械转导通路，几何带来的促分化、促出芽效应将完全消失。该工作直接证实几何力学信号可以独立介导肠道上皮形态发生，无需复杂微流控系统，依靠 DLP 生物打印的微结构支架即可构建功能性体外肠道模型。
该研究同时对比了成纤维细胞条件培养基、CHIR 小分子 WNT 激动剂对肠道形态发生的作用，进一步完善生化 几何 力学多维度的肠道体外模型构建理论。这套基于 BIONOVA X 建立的实验方案，未来可拓展至肠道干细胞、原代肠道细胞体系，开发更贴近生理状态的高通量肠道体外模型，服务于发育生物学、肠道疾病、药物筛选等方向的研究。
应用不止肠道：多场景拓展组织工程研究边界
除肠道仿生模型之外，BIONOVA X 凭借多孔板直打、微米级高精度、活细胞友好的优势，还广泛用于心脏微组织构建、肿瘤微环境模型、血管化结构、类器官芯片等方向，帮助科研人员快速构建具备可控力学、可控空间结构的体外仿生组织，缩短建模周期，提升实验可重复性，助力更多高水平科研成果产出。
总结
借助CELLINK BIONOVA X DLP生物打印机，研究实现水凝胶几何与刚度解耦，证实几何边界效应可通过机械转导诱导肠道类隐窝结构形成，为肠道体外模型、器官芯片、组织工程等方向提供了强大的硬件工具。上海迹亚国际商贸有限公司是CELLINK国内授权经销商，提供设备选型、安装培训及本地化售后。
肠道是人体重要的消化与免疫屏障，肠道内壁布满特征性隐窝 绒毛结构，依靠该特殊空间架构完成营养吸收、黏膜分泌、细胞更新等生理过程。肠道类器官、肠道体外模型是肠道发育、肠道疾病机制研究、药物毒性筛选的核心工具。
传统体外肠道模型主要依赖二维细胞培养、微流控肠道芯片。二维培养无法还原肠道三维空间结构；微流控芯片设备复杂，依赖流体剪切力、外源 WNT 信号激动剂来诱导细胞分化，实验门槛高，高通量筛选能力受限。同时，越来越多研究证实：除生化信号之外，基质几何形貌、力学微环境同样可以独立调控细胞命运、组织形态发生，但如何精准、可重复地构建具备可控几何、可调刚度的水凝胶微支架，长期以来是组织工程领域的技术瓶颈。
硬核设备实力，打通仿生微环境制备全流程
CELLINK BIONOVA X 是全球首款可直接在多孔板内完成打印的 DLP 数字光处理生物打印机，采用 405 nm 可见光固化，兼顾高打印精度与活细胞高存活率，XY 方向打印分辨率可达10 μm，支持 6/12/24/96 孔板直接打印，打印完成无需转移样品，减少精细微结构破损，适配后续免疫荧光、qPCR、高通量药物筛选等下游实验流程。
顶尖科研成果落地：几何调控 WNT 激活驱动肠道形态发生
加州大学尔湾分校 Quinton Smith 团队，使用CELLINK BIONOVA X 生物打印机开展肠道形态发生研究，相关成果发表于《Advanced Healthcare Materials》，为体外肠道模型开发提供全新范式。
该研究团队使用 BIONOVA X 打印 GelMA 水凝胶微孔阵列，通过调控生物打印的明胶甲基丙烯酸酯（GelMA）构建体，将其最终刚度调至约12.5 kPa，以创建适于Caco-2细胞培养的、具有生物相容性的图案化微孔。这使得以研究边缘效应对图案化隐窝结构形成及其功能的影响，最终建立了一种可重复的、用于制造功能性类肠道隐窝结构（functional crypt-like structures）的方法.
该研究同时对比了成纤维细胞条件培养基、CHIR 小分子 WNT 激动剂对肠道形态发生的作用，进一步完善生化 几何 力学多维度的肠道体外模型构建理论。这套基于 BIONOVA X 建立的实验方案，未来可拓展至肠道干细胞、原代肠道细胞体系，开发更贴近生理状态的高通量肠道体外模型，服务于发育生物学、肠道疾病、药物筛选等方向的研究。
应用不止肠道：多场景拓展组织工程研究边界
除肠道仿生模型之外，BIONOVA X 凭借多孔板直打、微米级高精度、活细胞友好的优势，还广泛用于心脏微组织构建、肿瘤微环境模型、血管化结构、类器官芯片等方向，帮助科研人员快速构建具备可控力学、可控空间结构的体外仿生组织，缩短建模周期，提升实验可重复性，助力更多高水平科研成果产出。
总结
借助CELLINK BIONOVA X DLP生物打印机，研究实现水凝胶几何与刚度解耦，证实几何边界效应可通过机械转导诱导肠道类隐窝结构形成，为肠道体外模型、器官芯片、组织工程等方向提供了强大的硬件工具。上海迹亚国际商贸有限公司是CELLINK国内授权经销商，提供设备选型、安装培训及本地化售后。
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