这种生物打印方法可以打印出人体器官

如今，应对人体器官衰竭的方法大多数集中于器官移植，然而器官移植的排异反应是影响移植成功的限制因素。不过3D生物打印技术的出现，让我们看到了一个能解决这个问题的新方向。近期布法罗大学的科学家已经开发出一种快速的新型3D生物打印方法，这可能是朝着完全打印人体器官迈出的重要一步。

科学家可以在不到20分钟的时间内打印手形结构

尽管在人体组织和器官移植中，生物打印的充满细胞的结构具有巨大的潜力，但该技术仍处于起步阶段。由于迄今为止水凝胶的沉积速率一直受到限制，以避免损坏其现有细胞，因此印刷速度是更广泛采用这些方法所面临的主要障碍之一。

基于喷嘴的技术也有其他缺点，因为它们可能导致细胞长时间暴露于剪切应力以及低氧含量和温度，从而在工艺中对其造成损害。而且，使用常规方法生产的水凝胶支架通常表现出较低的机械强度，从而使得难以结合诸如血管通道的柔软的悬垂结构。

尽管使用牺牲性支持物使科学家能够部分克服这一缺陷，但这种方法背后的挤压方法的简单性继续限制了其功能。相比之下，最近开发的连续液体界面生产（CLIP）技术具有极大地提高生物打印过程速度的潜力。

通过在“死区”上方连续建造层，CLIP方法可以不断补充材料，提高生产能力，但以仅能制造薄壁零件为代价。在这种方法的基础上，布法罗团队现已开发出一种“ FLOAT”方法，该方法可使水凝胶以更高的速度沉积，从而能够生产更大的血管化组织。

在研究人员优化的FLOAT方法期间，物体通过低吸力通过水凝胶桶内的玻璃板进行固化，从而产生具有高弹性的厚零件。为了证明他们的方法具有生物相容性，研究小组首先从与细胞相容的PEGNB聚合物制备了一组样品。

有趣的是，尽管测试零件表现出足够的刚度，但它们也收缩了多达51％，从而导致研究人员针对较大的模型转向PEGDA材料。在更雄心勃勃的测试中，布法罗团队随后用3D打印了一些2.6×1.7×5.6 cm的手形水凝胶结构，其中的“手指”在压缩状态下弯曲。

使用普通的SLA 3D打印机生产相同的模型需要花费大约6.5个小时的时间，大大超过了基于FLOAT的19分钟的工作时间。科学家们基于水凝胶的手还具有血管通道，这意味着它们最终可以被植入内皮细胞，以创造出可移植的功能性肢体。

最终，科学家们能够将细胞斑块体外植入种子微通道，但他们还发现，将这些斑块整合到强度更高的结构中会导致细胞活力降低。将来，该团队认为，转向掺杂纳米材料的聚合物可以为平衡刚性和相容性提供答案，并可以快速生产基于水凝胶的血管化结构。

来源：中关村在线