科學家利用改裝3D打印機成功打印出非活性人體組織

如何利用3D打印制造出具有實際功能的人類器官一直都是當今學術(shù)界最熱門的話題。在相關(guān)研究正在全球范圍內(nèi)積極開展的同時，開發(fā)所需生物打印材料的工作也在馬不停蹄地進行。本周，著名的美國高等學府卡內(nèi)基梅隆大學（CMU）就傳來了這方面的好消息：他們的一支研究團隊使用柔性材料利用改裝的3D打印機成功打印出了非活性的冠狀動脈和胚胎心臟。

“我們成功地通過冠狀動脈的MRI圖像和胚胎心臟的3D圖像使用膠原蛋白、褐藻膠和纖維蛋白等柔性材料打印出了高分辨率且高質(zhì)量的實體。”CMU材料科學工程兼生物工程的副教授Adam Feinberg表示。

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，目前生物3D打印面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是所使用的材料必須是柔性的。剛性材料在打印時會迅速冷卻，從而能夠起到對下一層的支撐作用，令打印繼續(xù)進行，而柔性材料由于質(zhì)地較軟很難做到這一點�！按蛴∪嵝圆牧峡赡艹霈F(xiàn)的問題就如同果凍一樣 — 在空間中打印時，它們會因自身的重量而塌陷，”Feinberg解釋說，“所以我們開發(fā)出了一種新方法，將其在特殊制成材料中進行打印，也就是在膠體中打印另一個膠體。這種方法幫助我們很好地實現(xiàn)了柔性材料層層打印時的精確定位�！�

實際上，此次CMU采用的這種名為“FRESH”（懸浮水凝膠的自由可逆嵌入）的膠體技術(shù)并非首次被用于支撐易碎的3D打印柔性材料結(jié)構(gòu)。上個月，佛羅里達大學就利用類似的技術(shù)完成了一個3D打印人體細胞和其它柔性材料的項目。他們的方法用到了一種名為 Carbopol EDT 2020的顆粒狀水凝膠。該材料有點類似普通的洗手液，所具有的特殊結(jié)構(gòu)可起到腳手架的作用，從而能夠?qū)崿F(xiàn)自身的懸空。

那么，F(xiàn)RESH技術(shù)又有什么不同的呢？CMU的研究團隊表示，該方法的亮點主要在于打印柔性材料使用了一種全新的方式。“最近，在組織工程上使用多種不同材料進行3D打印已經(jīng)成為了一種趨勢，不過到目前為止，將膠原纖維或蛋白一類的組織工程膠體成功組裝卻仍未被實現(xiàn)�！毖芯砍蓡T之一的TJ Hinton表示。研究團隊還表示，該方法所使用的膠體在人體溫度下就能融化。這可有效避免對生物分子或活細胞造成傷害。

除了上面這些，新技術(shù)的另一大優(yōu)點就是所需硬件的成本非常低。要知道大部分的生物3D打印機不僅價格昂貴（超過10萬美元），操作也很困難。而CMU的新方法只需將消費級打印機進行簡單的改裝就能使用。事實上，開發(fā)團隊此次的成功就是利用開源的軟硬件實現(xiàn)的。

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