元素百科为您介绍3D生物打印有望实现复杂空腔组织或器官精准构建。将各种功能细胞注入打印机精准构建复层空腔组织，这是科学创意还是现实？近日，上海交通大学医学院附属仁济医院整形外科皮庆猛博士在国际生物材料顶级杂志AdvancedMaterials（最新影响因子21.95）在线发表题为“多层环状组织的数字可调微流控生物打印”的研究论文，揭示3D生物打印已经实现空腔组织打印且打印后细胞能够长期存活。 该研究通过采用自行研发的同轴多通道生物打印系统（MCCES）可调控性构建复杂空腔组织设计理念，实现了不同亚层结构一次性同步准确打印构建的设想。该研究系统有望用于实现复杂空腔组织或器官的精准构建，尤其对需要空腔器官或组织移植的病人，是一种新的获取供体的形式。此外，该研究成果有望用于体外血管、肠道、泌尿系统等空腔脏器疾病模型模拟、药物筛选、组织移植替代物等诸多领域。 3D生物打印难在哪里？皮庆猛介绍，生物打印需要考虑非常多的因素，比如：打印材料的细胞相容性、力学强度、材料毒性、打印可塑性、孔隙率、降解速率等等。相对于一般实体组织，空腔组织构建更为复杂，不仅要求多细胞成分，还涉及到不同亚层细胞类型不同、功能不同等，这导致构建时细胞如何精确排列、空腔如何维持等诸多问题，使得打印构建面临更多挑战。该研究证实3D生物打印通过新型设计系统，快速、精准、个性化构建含有不同功能细胞的血管、尿道等复层空腔组织，组织结构清晰。 皮庆猛比喻，打印实体组织相当于烤一个实心的面包，打印复层的空腔组织，相当于烤一个空心的面包，这个空心还要分不同的夹层，可以一层奶油一层蓝莓酱，也可以一层芝士一层草莓酱，层与层紧紧贴合又彼此分开。相对于一般的3D打印，生物打印需要全过程控制细胞活力，保护细胞不受伤害；其次空腔内的不同功能细胞在各个层面能够均匀分布，更符合人体正常结构。 研究人员还证实，通过控制系统可以实现单层结构、双层结构在同一根管腔结构反复切换的设想。将血管细胞（内皮细胞、平滑肌细胞）、尿道细胞（上皮细胞、平滑肌细胞）分别与复合水凝胶混合后，利用MCCES打印复层管腔组织，体外培养发现，细胞活力在80%以上，细胞在水凝胶支架材料上可以充分铺展生长，表达血管内皮细胞（CD31/VE-Cadherin)和血管平滑肌细胞（SMA）等特异标志物。

元素百科为您介绍发现多功能诊疗纳米颗粒。日前，中国科学院长春应用化学研究所研究员田华雨和陈学思报道了一种多功能诊疗纳米颗粒，其可同时实现“增强渗透滞留”（EPR）效应和体内快速清除功能。该成果近期发表在《美国化学学会—纳米》上。 具有诊疗功能的纳米颗粒在临床转化中面临许多挑战。其中，具有适宜尺寸的纳米颗粒可以具有较好的EPR效应，从而在肿瘤内蓄积，但可能引起潜在的体内毒性。较小纳米颗粒虽能实现快速肾清除，但其肿瘤蓄积和滞留较差，从而影响治疗效果。因此，EPR效应和肾清除之间的两难问题限制了纳米颗粒的进一步临床应用。 基于以上背景，陈学思、田华雨团队通过“引入去铁胺（DFO）触发的动态解组装策略”来解决纳米颗粒瘤内蓄积与快速肾清除之间的“两难”问题。这个策略具有如下优点：（1）纳米颗粒由如下成分构成：食源性蓝靛果中提取的天然花青素、体内本身含有内源性铁以及聚谷氨酸衍生物，可以保证该纳米颗粒体内应用的安全性；（2）该纳米颗粒具有光声和磁共振双模成像功能，且在此指导下，可实现精准的光热治疗；（3）该纳米颗粒在DFO作用下，具有动态解组装能力。 陈学思表示，该工作为纳米医学临床应用提供了一个有前景的综合解决方案。

元素百科为您介绍吉林大学在有机发光二极管研究领域有重大突破。11月22日，吉林大学化学学院、超分子结构与材料国家重点实验室教授李峰团队和剑桥大学卡文迪许实验室研究团队合作论文《高效双线态自由基发光二极管》在《自然》杂志刊发，吉林大学为第一完成单位。 李峰从事有机发光二极管（OLED）研究近20年，在认识到三线态激子跃迁禁阻的本质之后，提出了双线态激子发光的OLED发光新原理，利用自由基发光材料在OLED的发光区中只形成双线态激子，双线态激子没有跃迁过程中的自旋禁阻问题，器件的内量子效率（IQE）理论上是100%，从而避开了长久以来的三线态激子的利用问题。 在前期研究的基础上，李峰研究团队以TTM自由基作为核心，以两个咔唑衍生物作为给体（Donor），得到了两个高效的电荷转移态红光自由基。这种Donor-Radical结构的分子设计大幅提高了发光自由基分子的稳定性以及发光效率，两个分子甲苯溶液中的光致发光效率分别达到49%和46%，其掺杂薄膜的光致发光效率分别达到90%和61%。 通过与剑桥大学研究团队合作，该研究团队以两个高效的电荷转移态红光自由基掺杂薄膜为发光层制备的OLED最大外量子效率（EQE：光电探测器的主要性能指标之一）分别达到27%和17%，其中27%的EQE已接近100%的内量子效率的理论极限值，是目前为止已报道的深红光/近红外光发光二极管（LED）中的最高值。同时，瞬态光谱和理论计算结果表明：器件的发光来自于自由基双线态激子单电子占据轨道→最高占据轨道的跃迁。该研究成果是OLED研究领域的重大突破，展现了发光自由基在有机光电领域的应用前景，为OLED的研究开辟了新的方向。