科學(xué)家嘗試3D打印類大腦軟性組織，通過(guò)低溫冷凍加固支撐

3D打印人體器官是生物3D打印的重要研究方向，但目前仍然處于早期階段，2018年1月16日，南極熊從極客公園獲悉，近日，帝國(guó)理工學(xué)院的研究者透露，其團(tuán)隊(duì)正在嘗試用 3D 打印技術(shù)制造類似人腦組織。并通過(guò)低溫冷凍技術(shù)解決了軟性組織在打印過(guò)程中的坍塌問(wèn)題。


在醫(yī)療領(lǐng)域，已經(jīng)有很多醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)在嘗試用 3D 打印技術(shù)制造人體器官。通過(guò)病人自己身體的細(xì)胞，醫(yī)生可以用 3D 打印技術(shù)「打印」出相關(guān)器官，這對(duì)于那些需要器官移植的病人來(lái)說(shuō)是好消息，移植器官在全球都是緊缺資源。


不過(guò)，3D 打印技術(shù)也并非無(wú)所不能。要想打印器官，研究人員首先要打印出一個(gè)器官的框架，然后在這個(gè)框架之中植入細(xì)胞。目前，由于 3D 打印只能使用剛性材料，所以也僅限于制造骨骼等較硬質(zhì)地的器官。至于大腦或者肺部這樣較軟的人體組織，還不能用 3D 打印技術(shù)來(lái)制造。

圖片來(lái)源：帝國(guó)理工學(xué)院

據(jù)帝國(guó)理工學(xué)院透露，學(xué)校的研究團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一種新的方式，讓 3D 打印制造大腦等軟性人體器官成為可能。和剛性材料不同的是，帝國(guó)理工的研究人員使用的是一種復(fù)合凝膠材料。


但是，使用柔軟的材料來(lái)進(jìn)行 3D 打印有一個(gè)難題：隨著層級(jí)的增加，底層容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性崩潰。所以，如果想要打印多層物體，意味著底層需要足夠牢固，來(lái)支撐「上層建筑」。為了解決這個(gè)難題，帝國(guó)理工的研究人員在過(guò)程中使用了低溫物理學(xué)，將新打印出的層級(jí)用低溫進(jìn)行冷凍，使其足夠堅(jiān)固，能夠支撐下一層級(jí)。當(dāng)整個(gè) 3D 打印過(guò)程完成后，研究人員會(huì)慢慢將其解凍。


雖然目前已經(jīng)有可能使用 3D 打印技術(shù)制作類似大腦的軟性組織，但離打印整個(gè)人類大腦還有很長(zhǎng)的路要走。目前帝國(guó)理工研究人員使用的低溫技術(shù)，是通過(guò) 3D 打印機(jī)的托盤(pán)實(shí)現(xiàn)的，這意味著離托盤(pán)較遠(yuǎn)的層級(jí)，可能在項(xiàng)目完成前就已經(jīng)解凍了。另外，用于打印的材料質(zhì)地越軟，其發(fā)生結(jié)構(gòu)性崩潰的幾率也越大，尤其是在打印類似大腦這樣復(fù)雜結(jié)構(gòu)的器官的時(shí)候。


來(lái)源：極客公園