骨骼、心脏、类脑组织 还有什么3D打印不能打印的?

来源: 界面新闻
曾经被认为不可能制造出来的3D打印大脑正在逐渐变成现实。

日前,美国趣味科学网站报道称,英国帝国理工学院和伦敦国王学院的研究人员首次打印出了像人脑一样柔软的类脑组织。这些组织可以与脑和肺这样柔软的人体组织相匹配。

在这一研究项目中,研究人员使用一种新型复合水凝胶(包含水溶性合成聚乙烯醇以及植物凝胶两种成分),打印出三维支架,然后用胶原蛋白包裹打印出结构,并用人类细胞进行填充,由此得到类脑软组织。

近年来,3D打印技术在医学领域不断取得突破。2014年,软骨组织被“打印”出来;2015年,供医学研究使用的肾脏组织被成功“打印”出来;2016年,3D打印出来的生物体组织被成功移植到生物体内;2017年,一颗3D打印心脏像真正的心脏一样,跳动了30分钟。

根据上述网站报道,上述3D打印出的类脑组织结构可以作为“支架”,帮助受损的人体器官组织进行修复。研究人员称,通过在细胞间植入多孔支架,受损的人体组织将更容易进行自愈。由于不需要使用传统的移植方式来进行组织修复,排异现象将不在成为问题。

“此前3D打印出来的生物结构,大多是骨骼,或者是像肝脏、肾脏这样比较硬的器官,打印脑和肺这样柔软的组织要更加困难。”新研究主要作者、伦敦帝国理工学院机械工程系的研究员Zhenchu Tan表示。

由于3D打印物体需要从底部开始逐层建造,在打印柔软组织的过程中容易产生底层崩塌问题。

为解决这一问题,研究人员在打印过程中对组织进行了降温处理。Zhenchu Tan说:“我们使用的是低温打印过程,被冻住的下层结构将拥有足够的支撑力。打印完成后,可以让物体慢慢解冻,并保持形状。”

但这项技术仍然存在局限性。现阶段,研究者还只能制造出小块的类脑组织样本。帝国理工学院生物工程专业的研究助理Antonio Elia Forte表示,想要用标准的商业化3D打印机打出一个功能健全的脑组织,研究人员可能还需花费几十年的时间。目前,这项技术已经能满足研究室的需求,研究人员可以用它来研究特定损伤状况下的脑组织和肺组织的变化。

“我们的目标是用这项技术打印出一个完整的器官。”Zhenchu Tan表示。
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