3D打印的許多優(yōu)點(diǎn)使得各行業(yè)在發(fā)展中取得創(chuàng)新性進(jìn)展。盡管研究人員和制造商對操縱3D領(lǐng)域進(jìn)行生物打印、創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療設(shè)備等等更感興趣，但醫(yī)學(xué)領(lǐng)域正在取得一些最不可否認(rèn)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(xì)胞分析的低成本開源3D打印設(shè)備

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細(xì)胞分析的低成本開源3D打印設(shè)備

現(xiàn)在，紐約基因組中心（NYGC）和紐約大學(xué)（NYU）的研究人員開發(fā)出了一種更經(jīng)濟(jì)、廣泛的單細(xì)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(shè)備相當(dāng)于紙巾盒的大小，已經(jīng)被RA研究和治療的領(lǐng)導(dǎo)者特殊外科醫(yī)院（HSS）用于研究類風(fēng)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(shí)驗(yàn)室都能獲得令人興奮的單細(xì)胞分析技術(shù)。我們設(shè)計(jì)了該儀器以執(zhí)行液滴微流體學(xué)，特別是用于單細(xì)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(fù)責(zé)該儀器開發(fā)的NYGC技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)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(xì)胞分析的低成本開源3D打印設(shè)備

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細(xì)胞分析的低成本開源3D打印設(shè)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(xì)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(jī)會確定可以驅(qū)動RA進(jìn)展的單個細(xì)胞亞群，即使它們以前沒有被鑒定過。”NYGC的核心教員、紐約大學(xué)生物學(xué)助理教授、該研究的資深作者Rahul Satija博士說。

該設(shè)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(jìn)行各種不同的實(shí)驗(yàn)。

“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(jìn)行操作控制。該儀器只需要一個標(biāo)準(zhǔn)的墻上電源插座，占地面積非常小；小到足以安裝在臺式或生物防護(hù)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。“

在研究期間，科學(xué)家們特別著迷于這13組中基因表達(dá)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(xì)胞被標(biāo)記為單細(xì)胞測序。從這項(xiàng)工作中，我們已將未被識別的成纖維細(xì)胞亞型歸類為可能被證實(shí)為RA患者的重要藥物靶標(biāo)，”HSS精密醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室助理教授、威爾康乃爾醫(yī)學(xué)院的副主任和主要作者Laura Donlin說。

通過流式細(xì)胞儀，研究小組能夠確認(rèn)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(xì)胞分析的低成本開源3D打印設(shè)備

NYGC研究人員創(chuàng)建用于單細(xì)胞分析的低成本開源3D打印設(shè)備

研究人員繼續(xù)致力于為滑膜組織制作全細(xì)胞圖譜，他們還計(jì)劃：

收集其他患有類風(fēng)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中會更困難；

“我們希望該儀器能夠降低與在基礎(chǔ)研究和臨床環(huán)境中進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析實(shí)驗(yàn)相關(guān)的障礙，”Stephenson博士說。

NYGC是一家致力于生物醫(yī)學(xué)研究和臨床護(hù)理的非營利學(xué)習(xí)和研究機(jī)構(gòu)。NYGC制作的作品的目標(biāo)是最終利用基因組研究來改進(jìn)人類疾病診斷和治療。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）