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新版生物打印机:可打印人体尺寸的骨骼、软骨和肌肉
2022-09-21

新版生物打印机可打印人体尺寸的骨骼、软骨和肌肉

新版生物打印机可打印人体尺寸的骨骼、软骨和肌肉

中国经济网北京2月16日讯(记者佘惠敏)本周《自然-生物技术》在线发表的一篇论文展示了一个改进版的生物打印机,可以打印人体尺寸的、结构稳定的任何形状组织。虽然尚需要更多的研究和开发才能让这个打印机打印出的组织适合给患者移植,但这套新的生物打印系统已克服了实现这一最终目标上的多个技术障碍。

3D(三维)生物打印机是一种以生成具有功能性的组织和器官为目标、可以把细胞按分层图样打印的机器。然而,很多此类打印产物在结构上都不稳定,太脆弱以至于无法用于外科手术植入。此外,因为很多打印产物缺乏血管,它们的大小受到营养物质和氧气的扩散限制,大约只能做到200微米左右,这样的尺寸对于制作人体组织和器官来说,都太小了。

美国北卡罗来纳州维克森林大学医学院的Anthony Atala和他的研究团队为了解决结构稳定性的问题,把细胞和可生物降解的聚合物材料一起打印,聚合物材料在新形成的组织成熟之前,提供了机械强度。为了克服大小限制,打印出足够大的组织,研究团队在打印构建体的设计中融合了微通道,这样养分和氧气可以输送到打印出的结构中任何部位的细胞中。

研究者还演示了如何为不同患者的个体需求定制打印构建体的形状。他们使用临床成像技术生成缺损组织的三维电脑模型,然后把电脑模型翻译给一个程序,用来引导打印机的喷嘴如何分配细胞。

这项研究探索了新的生物打印机用人、兔子、大鼠和小鼠细胞打印骨骼、软骨和骨骼肌的能力。为了将来可以产生可移植的组织,需要进一步改进包括使用临床级别人体细胞(最好来自患者本人)和更多的细胞类型来精准仿制天然的组织形态。