華裔科學家獲3D生物打印技術領域突破性進展

       今年早些時候，組織工程與血管生物學專家、倫斯勒理工學院生物醫(yī)學工程系助理教授戴國豪博士因其使用3D細胞打印技術進行人體組織生物制造的研究獲得了美國自然科學基金會青年學者獎。此獎項是獎勵那些在學術生涯之初就有高質量的科學研究和新穎的教育活動的青年教授，是美國國家科學基金會的最有競爭力的獎項之一。

       成體神經干細胞被認為在治療和修復受損或病變的神經系統(tǒng)方面有很大的潛力。然而，此種細胞非常罕見，很難用于實驗室環(huán)境，因為此種細胞在離開其母體環(huán)境后，往往很快就會失去功能。
       戴國豪博士用了五年時間，44萬美元研究資金設計并開發(fā)出一種新型3D細胞打印技術，并用該技術3D打印出一個“血管段”——即成體神經干細胞原生環(huán)境的復制品。

       與細胞在體內的原始狀態(tài)不同，實驗室內生成的細胞組織結構往往是2D的。因此，創(chuàng)造和研究3D組織的一個主要挑戰(zhàn)是組織的擴散限度，它很快就會因無血液提供氧氣和營養(yǎng)物質而死亡或失去效力。
       為了克服這一挑戰(zhàn)，戴博士和他的團隊花了幾年時間開發(fā)出一款3D生物打印機，它能夠在同一層面同時精確地沉積細胞、水凝膠和其他材料。利用這個平臺，戴博士開發(fā)出了生物制造血管通道的技術，該血管通道可向3D打印的生物組織提供營養(yǎng)和氧氣。
      “我們身體的幾乎每一個部分都有血管，它運輸氧氣和營養(yǎng)，使我們的細胞得以生存。同樣的，3D打印的細胞組織也需要一個血管系統(tǒng)，以維持其生存�！贝鲊�豪說�！拔覀兊脑O備可以3D打印出帶細小通道的組織，該組織的功能與血管相同。這使我們能夠3D打印出更加類似人體內真正組織的細胞組織”。
       戴國豪的研究團隊還使用3D組織打印技術，以幫助研究血管內皮的功能，這是分布在整個循環(huán)系統(tǒng)內部的薄薄一層細胞，它受環(huán)境因素，如血液和平滑肌細胞相互作用的影響。 內皮機能障礙被認為會導致許多血管疾病，包括炎癥、血栓形成、動脈粥樣硬化。
       如果成功，該項目可能會顯著擴大的細胞在實驗室設定的效能和壽命，并使科學家們更清晰地了解細胞外環(huán)境如何影響細胞的行為。

戴國豪博士簡介
       戴國豪博士1988-1992年就讀于北京大學力學系，1992-1995年在吳望一教授指導下從事生物力學方面的研究并獲得碩士學位。1995年開始攻讀麻省理工學院 (Massachusetts Institute of Technology)博士，主修心血管生物力學，并獲得哈佛大學－麻省理工學院聯(lián)合培養(yǎng)的生物醫(yī)學工程博士。他于2002-2007年在哈佛醫(yī)學院從事血管生物學方面的博士后研究。戴國豪博士于2008年加入倫斯勒理工學院 (Rensselaer Polytechnic Institute, 簡稱RPI), 任生物醫(yī)學工程系助理教授至今。他還獲得了美國心臟學會頒發(fā)的青年科學家獎（American Heart Association,Scientist Development Award). 他的研究方向涵蓋干細胞，心血管組織工程和再生醫(yī)學等多樣前沿科學領域。