3D打印的許多優(yōu)點使得各行業(yè)在發(fā)展中取得創(chuàng)新性進展。盡管研究人員和制造商對操縱3D領(lǐng)域進行生物打印、創(chuàng)建實驗室和醫(yī)療設備等等更感興趣，但醫(yī)學領(lǐng)域正在取得一些最不可否認的重大影響。隨著研究人員不斷深入研究，他們在提高全球患者的生活質(zhì)量方面取得更大成功，其中包括使用微流控裝置。

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細胞分析的低成本開源3D打印設備

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細胞分析的低成本開源3D打印設備

現(xiàn)在，紐約基因組中心（NYGC）和紐約大學（NYU）的研究人員開發(fā)出了一種更經(jīng)濟、廣泛的單細胞分析方法，并創(chuàng)建了3D打印的微流控制器。這種便攜式設備相當于紙巾盒的大小，已經(jīng)被RA研究和治療的領(lǐng)導者特殊外科醫(yī)院（HSS）用于研究類風濕性關(guān)節(jié)炎（RA）患者。

“大多數(shù)商業(yè)微流控制器都非常昂貴。因此，并非每個實驗室都能獲得令人興奮的單細胞分析技術(shù)。我們設計了該儀器以執(zhí)行液滴微流體學，特別是用于單細胞RNA測序的大規(guī)模并行技術(shù)Drop-seq，“該研究的主要作者、負責該儀器開發(fā)的NYGC技術(shù)創(chuàng)新實驗室高級研究工程師William Stephenson博士說道。

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細胞分析的低成本開源3D打印設備

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細胞分析的低成本開源3D打印設備

該研究以及關(guān)于新器械的解釋在最近發(fā)表的題為“Single-cell RNA-seq of rheumatoid arthritis synovial tissue using low-cost microfluidic instrumentation.”的論文中得到概述。研究人員能夠測序總共20，387個單細胞，從而產(chǎn)生13個不同轉(zhuǎn)錄組的簇。

“這個數(shù)據(jù)集使我們有機會確定可以驅(qū)動RA進展的單個細胞亞群，即使它們以前沒有被鑒定過?！盢YGC的核心教員、紐約大學生物學助理教授、該研究的資深作者Rahul Satija博士說。

該設備不僅易于使用，而且是開放源代碼的，可以使用液滴微流體進行各種不同的實驗。

“該儀器由固定在3D打印框架上的電子元件和氣動元件組成。整個系統(tǒng)通過在觸摸屏上使用圖形用戶界面的軟件進行操作控制。該儀器只需要一個標準的墻上電源插座，占地面積非常?。恍〉阶阋园惭b在臺式或生物防護罩上，“研究人員在他們的論文中指出。

“構(gòu)建儀器的材料總成本約為575美元。與分別基于研究級別的注射泵的微流體裝置和商業(yè)微流體平臺相比，這代表了成本降低約20倍和200倍?！?/p>

在研究期間，科學家們特別著迷于這13組中基因表達模式的差異。

“手術(shù)切除后大約一小時，來自患者組織的單個細胞被標記為單細胞測序。從這項工作中，我們已將未被識別的成纖維細胞亞型歸類為可能被證實為RA患者的重要藥物靶標，”HSS精密醫(yī)學實驗室助理教授、威爾康乃爾醫(yī)學院的副主任和主要作者Laura Donlin說。

通過流式細胞儀，研究小組能夠確認這些新組的存在，同時意識到它們在RA患者中表現(xiàn)出與關(guān)節(jié)組織“不同的局部化模式”。

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細胞分析的低成本開源3D打印設備

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細胞分析的低成本開源3D打印設備

研究人員繼續(xù)致力于為滑膜組織制作全細胞圖譜，他們還計劃：

收集其他患有類風濕性關(guān)節(jié)炎的患者的數(shù)據(jù)；

探索顯示銀屑病關(guān)節(jié)炎和骨關(guān)節(jié)炎等疾病的樣本；

使用專門技術(shù)（CITE-seq）評估表面蛋白來分類細胞類型；

檢查樣本，例如那些顯示傳染性疾病的研究，這些研究在標準實驗室中會更困難；

“我們希望該儀器能夠降低與在基礎研究和臨床環(huán)境中進行單細胞轉(zhuǎn)錄組分析實驗相關(guān)的障礙，”Stephenson博士說。

NYGC是一家致力于生物醫(yī)學研究和臨床護理的非營利學習和研究機構(gòu)。NYGC制作的作品的目標是最終利用基因組研究來改進人類疾病診斷和治療。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）