美國科學(xué)家找到新方法可3D打印出更強(qiáng)人類組織

當(dāng)前，生物3D打印通常都會遇到一個障礙，就是如何打印出能讓細(xì)胞存活和生長的支架結(jié)構(gòu)。對于這個問題，通常的解決方法是先用水凝膠打印出需要的結(jié)構(gòu)，再將細(xì)胞注入。不過現(xiàn)在，美國賓州大學(xué)（PSU）的科學(xué)家們找到了一種更好的辦法，就是將細(xì)胞與藻酸鹽混合，然后直接進(jìn)行打印。這種方法最大的優(yōu)點就是生成的組織具有十分理想的機(jī)械特性。

這個項目的團(tuán)隊帶頭人Ibrahim T. Ozbolat表示，用水凝膠的方法雖然很普遍，但仍存在明顯的問題 — 這種由聚合物鏈和水組成的物質(zhì)會限制細(xì)胞的活動，阻止它們像在正常組織中那樣相互交流，從而嚴(yán)重影響打印組織的機(jī)械完整性。另外，水凝膠在降解后還會產(chǎn)生對細(xì)胞生長有害的物質(zhì)。

但使用藻酸鹽這種從海藻中提取的天然物質(zhì)就沒有這樣的問題。據(jù)南極熊了解，這主要是因為它可以形成直徑（0.76-1.27）毫米的管道，而細(xì)胞（這里以軟骨細(xì)胞為例）恰好被注射進(jìn)在這種管道，然后存活至少1周時間。這期間，細(xì)胞會順利地相互結(jié)合，形成可輕松移動的軟骨細(xì)胞串，而它可以很好地代替生物墨水作為3D打印的材料。

打印完成的軟骨會被轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中，在營養(yǎng)物質(zhì)的幫助下繼續(xù)生長，直到最終形成完全的軟骨組織。由于實際上是不需要支架結(jié)構(gòu)的，所以這種新方法可以實現(xiàn)任意長度的細(xì)胞串。

雖然目前來說，用這種新方法3D打印出的軟骨的機(jī)械強(qiáng)度仍比不上天然軟骨，但卻明顯強(qiáng)于使用水凝膠打印的同類組織，有些類似于天然牛軟骨。不過Ozbolat相信假以時日，它們一定能讓這種人工軟骨足以媲美天然軟骨。

延伸閱讀：
《研究者開發(fā)出全新3D打印超強(qiáng)水凝膠可修復(fù)軟骨損傷》
《新型干細(xì)胞生物3D打印墨水：能打印出骨骼和軟骨》

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